The invention discloses a platinum-nickel alloy nano-catalyst material with high-efficiency electrocatalytic oxygen reduction performance and a preparation method and application thereof. The preparation method of the invention takes chloroplatinic acid and nickel acetate as precursors, uses ethylene glycol as solvent, utilizes the directive effect of benzoic acid in crystal synthesis, and finally reacts through one-pot heating to prepare platinum-nickel alloy catalyst nanomaterials with high efficiency of electrocatalytic oxygen reduction. The preparation method of the invention has the advantages of relatively low raw material price, simple and controllable operation, high repeatability, environmental protection and easy to realize large-scale production. The prepared PT/Ni alloy nano-catalyst material exhibits good catalytic activity for oxygen reduction reaction, which exceeds the level of commercial platinum catalyst.
【技术实现步骤摘要】
一种具备高效电催化氧还原性能的铂镍合金催化剂纳米材料及其制备方法与应用
本专利技术属于电催化材料
,具体涉及一种具备高效电催化氧还原性能的铂镍合金催化剂纳米材料及其制备方法与应用。
技术介绍
化石能源,如石油、天然气与煤炭的广泛使用推动了人类社会的快速发展,但是化石能源的不可再生以及使用过程带来的环境问题是人类面临的的两大难题。开发出环境友好、可再生的新能源和新能源技术已经成为当今世界最为重要的研究热点,引起人们的广泛关注。燃料电池是一种不经过燃烧直接将化学能转化为电能的新型能量转换系统,与其他新能源技术相比,具有能量转换密度高,污染小,燃料多样化,可靠性高,噪音低及便于维护等优点,被广泛认为是最有可能得到大规模商业化应用的新能源技术。而其中质子交换膜燃料电池(Protonexchangemembranefuelcell,PEMFC)更是具有工作温度低、能量密度高、启动速度快等优点,有望应用于燃料电池电动汽车及便携能源领域。目前,PEMFC的研究已经取得了很大的发展,并陆续有示范性的质子交换膜燃料电池发电站、电动车、手机电池等面世。但是其寿命低、效率低和成本高的缺陷限制了它的大规模商业化应用。其中成本高主要因为是Nafion膜和催化剂成本过高,其中催化剂使用的铂系贵金属,成本高且储量有限。即铂基催化剂问题是限制PEMFC广泛应用的主要因素。其中阴极氧还原反应(Oxygenreductionreaction,ORR)速率比阳极氧化反应低数个数量级,所以需要比阳极更多的铂基催化剂用于加速氧还原反应的进行。因此,开发出低成本、高活性、高稳定性的ORR催化剂 ...
【技术保护点】
1.一种具备高效电催化氧还原性能的铂镍合金催化剂纳米材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)搅拌条件下,将氯铂酸、醋酸镍以及苯甲酸均匀分散于乙二醇中,得到金属前驱体溶液;(2)超声条件下,将科琴黑均匀分散于乙二醇中,得到碳基溶液;(3)搅拌条件下,将碳基溶液加入到金属前驱体溶液中并混合均匀,加热后得到纳米合金溶液,冷却至室温,离心收集沉淀,再经洗涤、干燥,得到所述具备高效电催化氧还原性能的铂镍合金催化剂纳米材料。
【技术特征摘要】
1.一种具备高效电催化氧还原性能的铂镍合金催化剂纳米材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)搅拌条件下,将氯铂酸、醋酸镍以及苯甲酸均匀分散于乙二醇中,得到金属前驱体溶液;(2)超声条件下,将科琴黑均匀分散于乙二醇中,得到碳基溶液;(3)搅拌条件下,将碳基溶液加入到金属前驱体溶液中并混合均匀,加热后得到纳米合金溶液,冷却至室温,离心收集沉淀,再经洗涤、干燥,得到所述具备高效电催化氧还原性能的铂镍合金催化剂纳米材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述氯铂酸的用量占氯铂酸、醋酸镍、苯甲酸以及科琴黑总质量的11.25wt%。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述醋酸镍的用量占氯铂酸、醋酸镍、苯甲酸以及科琴黑总质量的2.08wt%。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨靖雯,黄洪,沈慧芳,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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