A method for preparing nanometer noble metal catalyst has the three-dimensional network structure of graphene, graphene encapsulated in polymer microspheres, the formation of polymer microspheres / graphene composite particles, and then the attachment of noble metal nanoparticles on the surface of graphene (NMNPs), the formation of three element composite polymer microsphere particle / graphene @ precious metals as a construction unit, nanoparticles, the dispersed droplets in the electrode surface, the accumulation of noble metal nano composite catalyst has a three-dimensional network structure with the formation of graphene. In the preparation technology, the \assembled from the substrate to the whole\ concept is adopted, and the network structure of graphene / voids is obtained by self deposition and stacking of spherical composite particles.
【技术实现步骤摘要】
具有三维石墨烯网络结构的纳米贵金属复合催化剂的制备方法
本专利技术属于复合材料
,具体涉及具有三维石墨烯网络结构的纳米贵金属复合催化剂的制备方法。技术背景燃料电池因其能量利用率高,污染物排放少,被公认为是高效、环境友好的能源技术。在各类燃料电池中,直接甲醇燃料电池(DMFC)使用液体燃料,燃料的储存和使用安全方便,同时具有结构简单、体积小、比能量高等优点,因此,在汽车、便携式移动电源、航天航空、电子产品等领域有着广泛的应用前景。为了实现能量的高效转化,催化剂在其中起到了至关重要的作用。催化剂通常由催化剂载体和贵金属纳米粒子(NMNPs)活性组分组成。在催化剂载体方面,目前商用催化剂采用的炭黑,尽管具有高的比表面,但存在一定的弱点,如:1)致密的结构降低了传质速率,导致贵金属催化剂的利用率较低;2)炭黑容易发生电催化氧化反应,表面形成-OH、-COOH和-C=O基团,在燃料电池阴极最终形成CO2,这个过程在低pH、高电位、高温度与湿度条件下更为严重,因而会造成催化剂脱落、纳米粒子聚集、比表面变小,从而降低燃料电池性能。催化剂通常在燃料电池成本中占有较高的比重,因此必须提高贵金属纳米催化剂的利用效率。石墨烯(graphene)因其具有大的比表面积(2620m2/g)、良好的化学稳定性以及导电性,因而可作为负载NMNPs以提高其电催化活性和稳定性的理想材料。然而,由于石墨烯本身是一种二维平面结构的碳材料,负载在其表面的催化剂NMNPs很容易由于石墨烯片层的堆叠而被覆盖,并且由于石墨烯本身碳层的疏水性,从而导致电解液无法渗透入石墨烯片层中,使得被石墨烯片 ...
【技术保护点】
一种具有三维石墨烯网络结构的纳米贵金属复合催化剂的制备方法,先将石墨烯包裹在高分子微球表面,形成高分子微球/石墨烯复合粒子,然后在石墨烯表面附着贵金属纳米粒子,形成高分子微球/石墨烯@贵金属纳米粒子三元复合粒子,通过三元复合粒子的堆积形成具有三维石墨烯网络结构的纳米贵金属复合催化剂,其特征是(1)将高分子微球的水分散液与氧化石墨烯的水分散液进行混合,超声搅拌后,对氧化石墨烯进行化学还原,离心洗涤后,干燥,得到石墨烯包裹高分子微球的高分子微球/石墨烯复合粒子;上述过程中,高分子微球与石墨烯的质量比为100∶0.5‑10,高分子微球的粒径范围为0.5‑500μm;(2)采用上述所得高分子微球/石墨烯复合粒子,与定量的贵金属前驱体水溶液和乙二醇进行混合,通过多元醇热还原法在高分子微球/石墨烯复合粒子表面形成贵金属纳米粒子,抽滤洗涤后,再经干燥,最后得到高分子微球/石墨烯@贵金属纳米粒子三元复合粒子;上述过程中,所取高分子微球/石墨烯复合粒子与贵金属纳米粒子的质量比为100∶2‑40,高分子微球/石墨烯复合粒子与乙二醇质量比为1∶5‑400;(3)将上述所得高分子微球/石墨烯@贵金属纳米粒子三 ...
【技术特征摘要】
1.一种具有三维石墨烯网络结构的纳米贵金属复合催化剂的制备方法,先将石墨烯包裹在高分子微球表面,形成高分子微球/石墨烯复合粒子,然后在石墨烯表面附着贵金属纳米粒子,形成高分子微球/石墨烯@贵金属纳米粒子三元复合粒子,通过三元复合粒子的堆积形成具有三维石墨烯网络结构的纳米贵金属复合催化剂,其特征是(1)将高分子微球的水分散液与氧化石墨烯的水分散液进行混合,超声搅拌后,对氧化石墨烯进行化学还原,离心洗涤后,干燥,得到石墨烯包裹高分子微球的高分子微球/石墨烯复合粒子;上述过程中,高分子微球与石墨烯的质量比为100∶0.5-10,高分子微球的粒径范围为0.5-500μm;(2)采用上述所得高分子微球/石墨烯复合粒子,与定量的贵金属前驱体水溶液和乙二醇进行混合,通过多元醇热还原法在高分子微球/石墨烯复合粒子表面形成贵金属纳米粒子,抽滤洗涤后,再经干燥,最后得到高分子微球/石墨烯@贵金属纳米粒子三元复合粒子;上述过程中,所取高分子微球/石墨烯复合粒子与贵金属纳米粒子的质量比为100∶2-40,高分子...
【专利技术属性】
技术研发人员:王昭群,吉于成,沈丽明,侯敏,于乐,
申请(专利权)人:南京大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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