[发明专利]燃料电池用致密铂单原子层催化的制备及电极和应用

摘要

本发明提供了一种燃料电池用致密铂单原子层催化电极及其制备方法。首先以金箔(Au/Ag films)为原材料，采用脱合金法得到纳米多孔金薄膜，然后将此薄膜转印于玻碳电极表面或质子交换膜的一侧。以此作为基底采用电化学和化学相结合的方法在混合电解液中沉积铂，形成基于纳米多孔金的致密铂单层催化电极。本发明所采用的方法具有环境友好、一步完成、催化剂担载量可控、单原子层致密等优点。所构建的基于纳米多孔金致密铂单层催化电极可用于燃料电池以及其它电池与电化学反应器。

主权项

1.一种燃料电池用致密铂单原子层催化电极的制备方法，其步骤为：1)纳米多孔金采用脱合金法制备：将含有Au/Ag的金箔置于浓HNO₃中腐蚀，脱除Ag以制得纳米多孔金；2)纳米多孔金工作电极的制备：将步骤1)中纳米多孔金工作电极分为面积为0.1256cm²圆形和2×2cm²方形两种；圆形电极的制备：将制备好的圆形纳米多孔金转移至玻碳电极表面，然后将其修饰为直径4mm层叠的玻碳/纳米多孔金电极；方形电极的制备：将1)中制备好的纳米多孔金首先转移至云母片或金属基底上，采用热压法将纳米多孔金薄膜从基底表面转印至离子交换膜表面，制备2cm×2cm的方形纳米多孔金电极；3)配制电解质溶液：使用的电解质溶液为：H₂SO₄、CuSO₄、K₂PtCl₄和柠檬酸溶液的混合溶液；4)制备致密Pt单原子层催化电极：将电解质溶液置于100ml三口电解池中，通入Ar至饱和；采用三电极体系，使用循环伏安法控制电位和扫描速度进行铜的欠电位沉积和铂的单原子层置换。