一种利用多羟基醛酮还原制备低贵金属壳层催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属能源催化技术领域，尤其涉及一种利用多羟基醛酮还原制备低贵金属壳层催化剂及其制备方法。本发明专利技术提供了一种低贵金属壳层合金催化剂和方法。本发明专利技术催化剂制备步骤如下：1)将核心金属离子鳌合分散，冷冻稳定；加入还原剂结合，进一步冷冻处理，获得还原性前驱体；2)碳载体超声分散在表面活性剂稳定的溶液里，加入还原性前驱体，升温还原，制备核心金属；3)进行稳定金属过渡层的包覆；4)壳层金属的多羟基醛酮还原；5)晶体陈化生长；6)离心干燥热处理。所获得的催化剂具有优于商业化Pt/C的氧还原活性，制备方法简单，在氧还原催化体系、电催化和燃料电池等领域具有重要价值。

Preparation of low noble metal shell catalyst by reduction of polyhydroxyaldehydes and ketones and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种利用多羟基醛酮还原制备低贵金属壳层催化剂及其制备方法
本专利技术属于能源催化
，尤其涉及一种利用多羟基醛酮还原制备低贵金属壳层催化剂及其制备方法。
技术介绍
能源和环境问题是当今影响世界发展的重要难题，可再生能源的高效利用是实现能源可持续发展和有效解决环境污染问题的重要发展方向。氢是宇宙中分布最广泛的物质，是一种清洁的二次能源。21世纪氢能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的清洁能源形式，其开发和利用必将备受关注(Jing-XiaoTangetal,J.Mater.Chem.A,2018)。氢气具有燃烧热值高，产物无污染，资源丰富，可持续利用的优点。氢燃料电池是一种重要的氢能利用装置，可以实现氢能的清洁高效转化，然而其广泛使用却受制于燃料电池阴极滞后的氧气还原反应，该过程需要大量使用高昂的铂催化剂(XiaoXiaWangetal，naturecatalysis，2019)。研究表明，调控铂基合金催化剂的微观结构可有效提高其催化效率(FalkMuenchetal,Catalysts,2018)。经典电催化理论表明，优异的O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低铂壳层合金催化剂，其特征在于，催化剂中碳原子百分比80～93at.％，O元素原子百分比7～20at.％；表面Pt载量5～18wt.％，金属粒径尺寸0.5～5nm，团簇尺寸8～20nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种低铂壳层合金催化剂，其特征在于，催化剂中碳原子百分比80～93at.％，O元素原子百分比7～20at.％；表面Pt载量5～18wt.％，金属粒径尺寸0.5～5nm，团簇尺寸8～20nm。


2.一种利用多羟基醛酮还原制备低贵金属壳层催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)核心金属离子还原性前驱体制备；
(2)核心金属升温还原；
(3)稳定金属过渡包覆层制备；
(4)壳层金属多羟基醛酮还原；
(5)晶体陈化生长；
(6)热处理。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(1)包括，低温下将核心金属离子通过多羟基有机物的鳌合作用进行稳定化处理，低温稳定化处理后，低温下加入核心离子的还原剂，进一步低温处理，得到预还原的还原性前驱体。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(1)包括，所述稳定化处理的反应温度为-10～10℃，低温稳定化处理时间为20～100min，进一步低温处理的温度为-10～3℃，时间为20～100min。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵卿，王诚，王建龙，孙连国，张泽坪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11