[发明专利]一种低温燃料电池Pd‑Pt多面体纳米晶电催化剂及制备方法

摘要

本发明公开了一种低温燃料电池Pd‑Pt多面体纳米晶电催化剂及制备方法。Pd‑Pt多面体纳米晶电催化剂其纳米晶均匀分散在石墨烯表面，且纳米晶形貌为四面体、八面体及十二面体，尺寸为5～30nm，且在电催化剂Pt含量低于Pt/C时，表现出接近于Pt/C的催化活性和显著优于Pt/C的抗甲醇毒化性能。其制备方法是将钯前驱体溶解与还原性溶剂混合后加入氨水搅拌得到络合溶液A；将铂前驱体溶于还原性溶剂与溶液A混合，加入氨水得到溶液B；将处理的氧化石墨烯与溶液B混合后移入水热反应釜中，将水热反应釜放入烘箱中反应，自然冷却后在剧烈搅拌下加入还原剂收集固体物质干燥得到产品。整个过程无模板剂、无需去除模板后处理，而且工艺简便、易于操控。

主权项

一种低温燃料电池Pd‑Pt多面体纳米晶电催化剂的制备方法，所述低温燃料电池Pd‑Pt多面体纳米晶电催化剂为氧化石墨烯为Pd‑Pt多面体纳米晶的载体，Pd‑Pt多面体纳米晶均匀分散在石墨烯表面；Pd‑Pt纳米晶的形貌为四面体、八面体及十二面体，尺寸为5～30nm，其特征是：(1)取含钯元素10g/L的钯前驱体水溶液2～100mL，与还原性溶剂均匀混合，钯盐溶液与还原性溶剂的体积比为1：10，在磁力搅拌器中速100～300转/分钟的搅拌条件下加入25wt.％的浓氨水使溶液由浅黄色变为无色，得到溶液A；(2)将铂前驱体溶解在与步骤(1)相同的还原性溶剂中，得到浓度为含铂元素质量10g/L的铂前驱体溶液，按照Pd：Pt摩尔比为9：1～1：1，在磁力搅拌器中速100～300转/分钟的搅拌下将得到的铂前驱体溶液加入A溶液中并搅拌均匀，补加25wt.％的浓氨水，使溶液pH大于10，得到溶液B；(3)通过Hummers法制取氧化石墨烯即GO，再对得到的GO进行1‑4次的氧化处理，将氧化后的GO分散在一定量溶剂中，GO浓度为1g/L,超声搅拌使其分散均匀，得到GO悬浊液，向B溶液中加入GO悬浊液后，搅拌24～72h，超声分散2～12h；得到混合液C，其中铂、钯元素质量和与干态GO质量的比为1：4～1：1；(4)根据混合液C的体积，将混合液C移入体积为0.1～5L水热反应釜中，将水热反应釜放入80～180℃的鼓风烘箱或真空烘箱中反应2～8h，反应后自然冷却得到混合物D；(5)在磁力搅拌器剧烈搅拌300～600转/分钟的条件下向混合物D中加入还原剂，其中还原剂与前述干态GO质量的比为1：1～3：1，搅拌0.5～5h，过滤或离心分离固体混合物，将得到的固体用乙醇和水交替洗涤4～6次，在真空烘箱中干燥即可。