[发明专利]一种担载型凹立方体铂纳米晶体催化剂的制备方法

摘要

本发明公开一种担载型凹立方体铂纳米晶体催化剂的制备方法，涉及直接醇类燃料电池催化剂领域。本发明以一种非水体系低共熔溶剂为介质，在不添加任何表面活性剂的情况下，通过电化学循环伏安法可控制备高指数晶面凹立方体Pt纳米晶体沉积于多壁碳纳米管表面。本发明的凹立方体Pt纳米晶体表面为{hk0}高指数晶面，其乙醇电催化氧化的峰电流密度为市售的20wt％Pt/C催化剂的2.8倍。因本发明的凹立方体铂纳米晶原位生长在碳纳米管表面，以及金属铂‑多壁碳纳米管之间的相互作用和Pt纳米晶体的开放表面结构，使催化剂表现出高的电催化性能，并有效解决在燃料电池实际工况下Pt纳米粒子的聚集和流失以及催化剂载体氧化腐蚀等问题。

主权项

一种担载型凹立方体铂纳米晶体催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)低共熔溶剂的制备：称量一定量季铵盐和氢键给体添加到圆底烧瓶中，密封，置于甘油浴中磁力搅拌至无色液体，即制得低共熔溶剂；(2)镀液的配制：将铂前驱体溶于步骤(1)制备的低共熔溶剂中，配制含有一定浓度铂前驱体的低共熔溶剂镀液；(3)多壁碳纳米管预处理：将一定量市售的多壁碳纳米管添加到浓酸溶液中，加热、磁力搅拌，然后用超纯水离心洗涤至pH呈中性，之后将所得到的多壁碳纳米管置于真空干燥箱中干燥，备用；(4)玻碳电极预处理：玻碳电极用氧化铝研磨粉进行机械抛光，然后置于超纯水浴中超声清洗，自然晾干，备用；(5)多壁碳纳米管/玻碳工作电极的制备：称取一定量步骤(3)处理过的多壁碳纳米管添加到乙醇/水分散液中，超声分散，制得一种均匀分散的多壁碳纳米管浆液；然后用移液器移取一定量该多壁碳纳米管浆液滴于步骤(4)处理过的玻碳电极表面，自然晾干；之后再滴加适量的稀释的全氟磺酸质子交换树脂溶液，自然晾干，即制得多壁碳纳米管/玻碳工作电极；(6)多壁碳纳米管担载高指数晶面凹立方体铂纳米晶体催化剂的制备：将步骤(5)中制备的工作电极置于盛有适量步骤(2)配制的镀液的三电极电解池中，参比电极和对电极分别为铂丝电极和铂片电极，经电化学循环伏安沉积得到目标催化剂，即多壁碳纳米管担载高指数晶面凹立方体铂纳米晶体催化剂。