[发明专利]石墨烯负载铂纳米催化剂的制备方法

摘要

一种石墨烯负载铂纳米催化剂的制备方法，（1）石墨烯（GNS）的制备；（2）聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）功能化石墨烯的制备；（3）石墨烯负载铂纳米（Pt/GNS）催化剂的制备。本发明的优点是：本发明是利用PDDA修饰的GNS表面均匀分布的正电荷，将带负电荷的PtCl62-通过静电吸附作用，均匀吸附分布在GNS的表面。解决了金属颗粒发生自身团聚这一技术难题，实现了PtNPs较高的负载率，并且粒径均匀、大小可控。

主权项

一种石墨烯负载铂纳米催化剂的制备方法，其特征是方法步骤为：（1）石墨烯的制备：将1.0 g石墨和1.0 g NaNO3加至46 mL 浓度为98%的H2SO4溶液中，冰浴机械搅拌20分钟后，缓慢加入6.0 g KMnO4和80 mL二次蒸馏水，控制温度为90 ± 5 °C，继续搅拌30分钟后，再向反应体系中加入200 mL二次蒸馏水并缓慢加入6 mL 质量分数30 wt % H2O2溶液，趁热过滤，用二次蒸馏水清洗至滤液为中性，将所得产物分散到500 mL二次蒸馏水中，超声波功率为150 W~200 W，超声2小时，即制得均匀分散的单片石墨烯；（2）聚二烯丙基二甲基氯化铵功能化石墨烯的制备：把21 mg 石墨烯分散在50 mL 1 mol L‑1 NaCl溶液中，超声波功率为150 W~200 W，超声1小时，再加入80 mg聚二烯丙基二甲基氯化铵，继续超声1.5小时，超声波功率为150 W~200 W；然后，将反应液离心并用二次蒸馏水清洗，离心清洗转速为8000 r/min~10000 r/min, 离心时间为3分钟~5分钟，产物在40 °C条件下真空干燥48小时，产物标记为聚二烯丙基二甲基氯化铵功能化石墨烯；（3）石墨烯负载铂纳米催化剂的制备：把10.8 mg PDDA‑GNS 分散在30 mL二次蒸馏水中，超声波功率为150 W~200 W，超声30分钟，再加入10.8 ~ 91.8 mg H2PtCl6，继续超声30分钟，超声波功率为150 W~200 W，接着在磁力搅拌条件下，缓慢加入0.05 M NaBH4溶液，磁力搅拌转速为200 r/min~350 r/min搅拌2小时后，将所得产物离心并用二次蒸馏水清洗，产物在40 °C条件下真空干燥48小时，即制得Pt/GNS催化剂。