[发明专利]一种超低钯负载的Co-Ag@Pd/C氧还原催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种超低钯负载的Co‑Ag@Pd/C氧还原催化剂的制备方法，涉及燃料电池催化剂领域，先在烧瓶中加入分散剂和乙二醇溶液，搅拌均匀后加入油胺至分散均匀；接着加入相同体积的以乙二醇和油胺作为溶剂的氯化钴和硝酸银混合溶液；然后加入活性碳粉混合成均相溶液并保温一定时间，得到Co‑Ag/C前驱体；再将所得前驱体加热并保温一定时间后，离心洗涤冷冻干燥获得Co‑Ag/C固体材料；最后将固体材料再分散至K₂PdCl₄溶液中，加热并保温一定时间后，将得到的悬浮液洗涤冻干后得到Co‑Ag@Pd/C氧还原催化剂。本发明采用有机溶剂法使所得催化剂具有良好的结晶性、颗粒细小、不产生严重团聚现象、有规则的形貌。催化剂具有较高的质量活度、接近商用铂碳催化剂的氧还原起始电位和较高稳定性，同时催化剂贵金属Pd的含量很少，因此该催化剂成本很低。

技术领域

本发明涉及燃料电池催化剂领域，尤其涉及一种低钯负载的Co-Ag@Pd/C氧还原催化剂的制备方法。

背景技术

不经过热机卡诺循环过程的燃料电池就可以高效地将有机和无机燃料和相应氧化剂的化学能直接转化为电能，能量转化率远高于传统热机，因此被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术，是继水力发电、火力发电和核能发电之后的第四类发电技术，对解决目前世界面临的“能源短缺”和“环境污染”这两大难题具有重要意义。

如今技术较为成熟且得到最大规模推广的是氢燃料电池，已经成为了各类解决能源和环境问题的研究热点，其实际能力转化率已经达到了40％～60％，国际上日、美、德、韩在燃料电池的研究上走在了世界的前列，而在燃料电池种类上多集中于质子交换膜型燃料电池，而如今限制燃料电池大规模普及的关键原因之一就是高昂的贵金属催化剂成本。以氢为燃料和空气为氧化剂的PEMFC是当今发展最为迅猛且技术成熟度最高的燃料电池系统之一，通过电极反应产生电流，具有能量密度高、使用时间长、安全环保的优点。

如今燃料电池已在汽车、电站、便携式电源等民用领域进行了成功运用，但低成本、长寿命仍然是使其商业化所面临的问题，现在的核心问题就是催化剂。燃料电池的催化剂需要用到贵金属铂，因此成本较高，此外在氧化过程中还出现催化剂中毒的现象，所以制备出高效率、清洁、抗中毒性强的燃料电池催化剂成为人民研究的重点。PEMFC性能的进步或者说PEMFC商业化的过程也同样寄托于新型高效率电催化剂的创制。Pd催化剂具有元素储量丰富、催化性能高、不易中毒等优点，而且其纯金属的价格远低于Pt的，因而Pd催化剂被认为最有前景的燃料电池阳极材料，并成为近几年来研究的热点。然而实际应用中纯Pd催化剂存在着容易失活的问题，为了提高催化性能及稳定性，有必要对Pd进行适当的改性。

因此本领域的技术人员致力于开发一种性价比更高且性能满足实用要求的Co-Ag@Pd/C氧还原催化剂材料的制备路线。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提供一种电化学性能优良、制备工艺简单、价格低廉的Co-Ag@Pd/C氧还原催化剂材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种超低钯负载的Co-Ag@Pd/C氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在100ml圆底烧瓶中加入分散剂和乙二醇溶液，搅拌混合均匀后加入油胺至得到均匀溶液；

步骤2、以乙二醇和油胺作为混合溶剂，制备氯化钴和硝酸银的混合溶液；

步骤3、向步骤1所述烧瓶中加入相同体积的步骤2所述混合溶液；

步骤4、向步骤1所述烧瓶中加入活性碳粉，混合成均相溶液，并将所述均相溶液保温一定时间，得到Co-Ag/C前驱体；

步骤5、将步骤4所述前驱体加热并保温一定时间后，离心洗涤冷冻干燥获得Co-Ag/C固体材料；