一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂，包含贵金属基合金颗粒和碳颗粒，合金颗粒与碳颗粒的直径为3~300 nm，孔直径为5~60 nm。多孔合金纳米管的直径为15~1000 nm，长度为50~100000 nm。通过改变贵金属及聚乙烯吡络烷酮的添加量，实现催化剂合金、核壳结构的调节。

A porous alloy nanotube catalyst with adjustable structure and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂及其制备方法
本专利技术属于质子交换膜燃料电池领域，具体涉及一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂。背景说明质子交换膜燃料电池具有燃料甲醇价格低廉、储运方便等优点，但在阳极对甲醇的氧化效率以及在阴极中氧还原反应效率较低，导致其整体活性不足。为解决这些问题，研究者们开发了许多结构新颖的催化剂，如合金、核壳结构、多孔结构等。本专利技术所述的制备方法，通过改变聚乙烯吡络烷酮和贵金属的添加量，可分别制得不同金属比例的合金与核壳结构的多孔纳米管催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种质子交换膜燃料电池用结构可调的多孔合金纳米管催化剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂，由合金颗粒@贵金属层核壳结构颗粒与碳颗粒组成，或由中空合金颗粒与碳颗粒组成，或由合金颗粒与碳颗粒组成。进一步地，催化剂的直径为15~1000nm，长度为50~100000nm。进一步地，当催化剂由合金颗粒和碳颗粒组成时，合金颗粒与碳颗粒的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1）制备非贵金属纳米线；/n2）将步骤1）所制备非贵金属纳米线分散于碱和聚乙烯吡络烷酮的溶液中搅拌3~24小时，过滤、洗涤；/n3）将步骤2）所得产物分散于贵金属前驱体溶液中并将贵金属还原，之后过滤、洗涤、烘干；/n4）将步骤3）所得产物在保护气氛下热处理1~24小时；/n5）将步骤4）所得产物分散于酸溶液中搅拌1~24小时，再经过滤、洗涤、烘干得到多孔合金纳米管催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种结构可调的多孔合金纳米管催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）制备非贵金属纳米线；
2）将步骤1）所制备非贵金属纳米线分散于碱和聚乙烯吡络烷酮的溶液中搅拌3~24小时，过滤、洗涤；
3）将步骤2）所得产物分散于贵金属前驱体溶液中并将贵金属还原，之后过滤、洗涤、烘干；
4）将步骤3）所得产物在保护气氛下热处理1~24小时；
5）将步骤4）所得产物分散于酸溶液中搅拌1~24小时，再经过滤、洗涤、烘干得到多孔合金纳米管催化剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的非贵金属为铜、钴、镍、铁中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的碱和聚乙烯吡络烷酮的溶液中，碱为氢氧化钠或氢氧化钾，浓度为0.1~20mol/L；聚乙烯吡络烷酮的分子量为8000-700000，添加量为1~10000mg；溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、戊二醇、异丙醇、丙三醇、丙酮、丁醇中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的贵金属前驱体为乙酰丙酮铂、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮金、乙酰丙酮钌、乙酰丙酮锇、乙酰丙酮银、硝酸铂、硝酸钯、硝酸金、硝酸钌、硝酸饿、硝酸银、氯化铂、氯化钯、氯化金、氯化钌、氯化锇、氯化银、氯铂酸、氯金酸、氯钯酸、氯钌酸、氯锇酸、氯铂酸铵、氯金酸铵、氯钯酸铵、氯钌酸铵和氯锇酸铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐峰，林本锋，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35