[发明专利]AgPd纳米合金甲酸盐氧化催化剂及提高催化活性的无表面活性剂的处理方法

说明书

本发明涉及一种AgPd纳米合金甲酸盐氧化催化剂及提高催化活性的无表面活性剂的处理方法，在合金化的Pd基纳米结构FOR催化性能基础上，提出了应用原位电化学电位循环方法来提高Ag‑Pd纳米合金甲酸盐氧化催化活性。电化学电位循环可以引起金属电极表面的重构，起到修饰催化剂的表面化学和催化作用，同时不会引入活性剂，从而二次提升了纳米合金FOR催化性能。本发明的优势是：仅仅通过在0.2‑0.5V电极电势区间循环伏安扫描，就可实现对催化剂表面结构的修饰，极大地提高了Ag‑Pd催化剂的FOR催化性能，无需额外的有机表面活性添加剂。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，涉及AgPd纳米合金甲酸盐氧化催化剂的制备及改善其活性的方法，具体涉及一种AgPd纳米合金甲酸盐氧化催化剂及提高催化活性的无表面活性剂的处理方法。

背景技术

直接甲酸燃料电池由于具有高的电动势、令人满意的功率密度等优点受到了越来越多学者的重视。相比于酸性工作条件(甲酸)，碱性条件下(甲酸盐溶液为碱性溶液)的氧化反应动力学更快，中毒现象更弱，避免了醇和甲酸氧化一直以来所面临的难题。人们对于甲酸盐燃料电池体系进行了大量的研究，但对于甲酸盐氧化(FOR)过程催化剂的研究较为稀少，因此有必要开发高效、实用的FOR催化剂。

贵金属Pd、Pt被认为是较好的FOR催化剂，但仍存在一定的缺陷，Pd基催化剂的稳定性较差，催化活性有待提高；Pt基催化剂展现出较好的稳定性但FOR催化性能较差。一般提高FOR催化剂的活性和稳定性有两种方法，一类是合金化，例如，Shu-He Han(Platinum-Silver Alloy Nanoballoon Nanoassemblies with Super Catalytic Activity for theFormate Electrooxidation,Applied Energy Materials,2018)等人制备出Pt-Ag合金有效地改善了Pt基催化剂FOR活性不足的问题，Shaofang Fu(Facile One-Step Synthesisof Three-Dimensional Pd-Ag Bimetallic Alloy Networks and TheirElectrocatalytic Activity toward Ethanol Oxidation,Appl.Mater.Interfaces.2015,7,13842-13848)等人制备出网状Pd-Ag纳米合金用于乙醇氧化催化，结果表明EOR催化性能提高的同时，稳定性也提高了。但是，目前合金化改善Pd基FOR催化剂催化性能问题仍有待解决，Ag的合金化改善Pd基催化剂的FOR催化性能的效果还不明显。

除了合金化作用，还可以调整合金表面结构来提高材料催化性能，通常使用有机表面活性剂来调整纳米催化剂的表面结构。例如，Nailiang Yang(Synthesis ofUltrathin PdCu Alloy Nanosheets Used as a Highly Efficient Electrocatalystfor Formic Acid Oxidation,Adv.Mater.2017,1700769)报道了应用乙二胺处理PdCu合金后可以提高甲酸氧化催化活性，但残留的活性剂与催化剂之间的结合较强，占据催化位点，极大地抑制了材料的催化活性，如何有效地除去表面活性剂以及提高具有表面活性剂残留催化剂催化活性是一个难题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种AgPd纳米合金甲酸盐氧化催化剂及提高催化活性的无表面活性剂的处理方法，解决Ag合金化改善Pd基催化剂FOR性能不明显，和残留的有机表面活性剂会抑制催化活性等两个难题。

技术方案