一种钯/石墨烯复合材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术一种钯/石墨烯复合材料的制备方法，涉及纳米复合材料合成技术领域。包括步骤：一采用小分子有机溶剂作为碳源，加入钯盐搅拌使其溶解分散均匀，然后加入一定量金属钠，待反应完全后作为微波反应的前驱体；二将所述前驱体置于微波反应器中，设定一定升温速率、压力、反应时间和温度进行微波反应；三微波后的材料进行洗涤和干燥即得到所需产品。方法从有机小分子出发，自下而上的合成钯/石墨烯复合材料，原料易得、步骤简单、耗时短、绿色环保。所制备纳米化的钯颗粒均匀分散于石墨烯表面，具有良好的电催化氧还原性能。与传统铂/碳催化剂相比，钯基催化剂价格较低，在燃料电池中极具应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种钯/石墨烯复合材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及纳米材料合成
，具体指一种基于微波技术一步制备钯/石墨烯复合材料的制备方法及其在电催化氧还原中的应用。
技术介绍
随着化石燃料大规模使用带来的环境问题，寻找开发可再生和可持续利用能源已迫在眉睫。燃料电池技术作为解决全球能源危机的技术手段之一，近几年来得到了快速发展。氧还原反应(ORR)是燃料电池阴极反应的必经过程，与阳极燃料的氧化反应相比，其电极过程动力学更加缓慢，是燃料电池发电系统的限速步骤。为提高燃料电池的能量转化效率，通常采用催化剂加快电极反应动力学。由于ORR是多电子反应，存在多种不同的反应路径，因此ORR催化剂的实际反应机理非常复杂。最理想的ORR过程是氧分子直接获得4个电子生成水，而不必经历产生O2-或HO2-等两电子中间体反应过程。这对ORR催化剂的设计提出了严峻的挑战，其基本要求是尽可能提高ORR催化剂的选择性，使阴极反应向有利于四电子反应的方向进行。目前，燃料电池多采用铂/碳(Pt/C)作为阴极氧还原的催化剂。但贵金属Pt资源稀缺，价格昂贵，且稳定性和耐甲醇能力较差，严重阻碍了燃料电池的大规模应用。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钯/石墨烯复合材料，其特征在于，纳米化的金属钯颗粒均匀负载于石墨烯表面，其中钯颗粒直径在2‑10nm，负载量为0.5‑5.0wt.％。

【技术特征摘要】
1.一种钯/石墨烯复合材料，其特征在于，纳米化的金属钯颗粒均匀负载于石墨烯表面，其中钯颗粒直径在2-10nm，负载量为0.5-5.0wt.％。2.一种钯/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A.前驱体制备：将小分子有机溶剂置于微波反应管中；加入钯盐，搅拌使其溶解；然后加入金属钠，待反应完成后所得凝胶状物为前驱体；B.微波反应：将前驱体待反应冷却后置于微波反应器中，设定反应温度、压力、升温速率、反应时间及降温时间；C.将所述微波反应后材料，加入乙醇除去多余的金属钠，经过滤后，再用去离子水洗涤、过滤直至滤液呈中性，收集材料干燥。3.根据权利要求2所述的一种钯/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述小分子有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲苯、四氯化碳、二甲亚砜溶剂中的一种或几种混合溶液。4.根据权利要求2所述的一种钯/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，加入钯盐为氯化钯、乙酸钯、乙酰丙酮钯、硝酸钯、硫酸钯中的一种或几种。5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘肖燕，曹晓庆，田悦，张蝶青，李和兴，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31