[发明专利]一种Pt-CuO-TiO2

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种Pt‑CuO‑TiO₂/C催化剂的合成方法，包括如下步骤：将NaOH溶于超纯水中，再继续加入TiO₂和Cu(NO₃)₂·3H₂O后超声处理；置于高压反应釜中反应；收集产物洗涤，将产物干燥得到CuO‑TiO₂复合载体；制备的A浆液，并将其置于搅拌器内，用柠檬酸三钠制备的B溶液逐滴均匀加入A浆液中；再继续搅拌；之后再将用NaBH₄制备的C溶液继续逐滴加入后搅拌得到反应溶液；最后将产物洗涤3次，干燥得到该催化剂。本发明明显提高了Pt基催化剂的催化活性和稳定性，使得直接甲醇燃料电池的电荷传递效率和工作效率明显提高，促进直接甲醇燃料电池的商业化。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种Pt-CuO-TiO₂/C催化剂及其合成方法。

背景技术

作为直接甲醇燃料电池(DMFCs)的阳极活性物质，燃料甲醇具有能量密度高、来源广泛且可再生、环境友好以及储存运输方便等特点。因此，人们将直接甲醇燃料电池(DMFCs)作为一种很有前景的能源设备，并且对其进行了大量研究。由于现在直接甲醇燃料电池(DMFCs)的性能和发展严重受制于催化剂性能的影响；目前直接甲醇燃料电池(DMFCs)的阳极催化剂一般采用Pt 基催化剂，但是，目前市场上已经开发的Pt基催化剂的催化活性较低和稳定性较差，导致直接甲醇燃料电池(DMFCs)的电荷传递效率和工作效率较低，现有的Pt基催化剂的催化性能远远不能满足直接甲醇燃料电池(DMFCs)商业化的需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种Pt-CuO-TiO₂/C催化剂及其合成方法，旨在解决现有的Pt基催化剂的催化活性低、稳定性差，导致直接甲醇燃料电池的电荷传递效率和工作效率低，无法实现直接甲醇燃料电池商业化等技术问题。

为了实现前述发明目的，本发明提供一种Pt-CuO-TiO₂/C催化剂的合成方法，包括如下步骤：

1)将NaOH溶于超纯水中，待完全溶解后，再继续加入TiO₂和Cu(NO₃)₂·3H₂O后超声处理，其中NaOH、TiO₂和Cu(NO₃)₂·3H₂O的摩尔比为 16：(1～2)：(0.8～1.2)；在将超声处理后的溶液转移到高压反应釜中，在 140～160℃下反应22～24h；

2)步骤1)中反应完成之后，通过离心装置收集棕色产物，分别用乙醇和蒸馏水对棕色产物洗涤，将最后得到的棕色产物在50～60℃下干燥11～13h 得到CuO-TiO₂复合载体；

3)取Vulcan XC-72R C和步骤1)中得到的CuO-TiO₂加入到超纯水中进行超声处理，其中Vulcan XC-72R C和CuO-TiO₂的质量比为3：(6～8)；直到形成均匀的A浆液后停止超声处理；

4)将20～30mg柠檬酸三钠溶解于蒸馏水中，搅拌至溶解后，再继续滴加 H₂PtCl₆乙二醇溶液，滴加完毕后再搅拌均匀得到B溶液；

5)将3～4mgNaBH₄加入到蒸馏水中超声处理形成均匀的C溶液；

6)将步骤3)中得到的A浆液置于磁力搅拌器内，在550～650rmp的转速下进行搅拌，然后再将步骤4)中得到的B溶液逐滴均匀加入A浆液中；滴加完毕之后再继续搅拌50～70min；之后在搅拌的过程中再将步骤5)中得到C 溶液继续逐滴加入，加入完毕后继续搅拌24h得到反应溶液；