一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法技术

本发明专利技术公开了一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法，通过构筑电化学二电极或三电极体系，其中的工作电极为碳载金属纳米粒子电极，然后在电解液为碱金属的碱溶液或盐溶液中，直接对工作电极持续不断地施加低于‑1V的负电位，即可降低碳载金属纳米粒子催化剂尺寸。本发明专利技术操作简便、耗能低、耗时短，既可用于小尺寸金属催化剂的制备，又可用于团聚的金属催化剂的再活化，很好地解决了现有技术难以将大尺寸金属颗粒转化为小尺寸粒子，或转化过程中涉及高温处理条件，不适合在电化学条件下应用的问题，为小尺寸金属催化剂在电解水、燃料电池等领域的应用提供了良好的前置基础。因此，本发明专利技术非常适于推广应用。

An electrochemical method to reduce the size of carbon supported metal nanoparticles electrocatalyst

【技术实现步骤摘要】
一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法。
技术介绍
金属(如铂、钯、铜等)纳米粒子电催化剂在析氢反应、析氧反应、氧还原反应及二氧化碳还原反应等电催化反应中具有良好的催化活性，在氢能获取、燃料电池等领域有重要应用。为增强金属纳米粒子催化剂的分散度及导电性，催化剂通常负载在碳材料(如导电炭黑、碳布)上，而后涂覆到电极表面或直接作为自支撑电极应用于电催化反应中。在电催化反应中，金属纳米粒子的尺寸对催化活性影响很大。通常小尺寸的纳米粒子具有更大的比表面积，更高的表面能，可实现更高的催化活性。若降低金属纳米粒子尺寸至原子尺度，则可对一些电催化反应实现更高的催化活性和独特的选择性。然而，小尺寸金属纳米粒子或金属原子表面能高，易聚集，因而制备难度极大。此外，在催化反应过程中金属纳米粒子易发生迁移、团聚成大尺寸颗粒，降低其催化活性。如果将这些活性降低的催化剂体系中纳米粒子的尺寸重新降低，再活化为小尺寸纳米粒子将极大地恢复催化剂活性。所以，发展一种简便有效降低金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法，其特征在于，构筑电化学二电极或三电极体系，其中的工作电极为碳载金属纳米粒子电极，然后在电解液为碱金属的碱溶液或盐溶液中，直接对工作电极持续不断地施加低于-1V的负电位，即可降低碳载金属纳米粒子催化剂尺寸。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法，其特征在于，构筑电化学二电极或三电极体系，其中的工作电极为碳载金属纳米粒子电极，然后在电解液为碱金属的碱溶液或盐溶液中，直接对工作电极持续不断地施加低于-1V的负电位，即可降低碳载金属纳米粒子催化剂尺寸。


2.根据权利要求1所述的一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法，其特征在于，对工作电极持续不断地施加低于-1V的复电位，保持时间大于1min。


3.根据权利要求2所述的一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法，其特征在于，当构筑电化学二电极体系时，采用铂或石墨作为对电极。


4.根据权利要求2所述的一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法，其特征在于，当构筑电化学三电极体系时，采用铂或石墨作为队电极，采用汞/氧化汞电极、银/氯化银电极、甘汞电极中的任意一种作为参比电极。


5.根据权利要求1～4任一项所述的一种降低碳载金属纳米粒子电催化剂尺寸的电化学方法，其特征在于，所述的碳载金属纳米粒子电极中，碳材料为石墨烯、碳纳米管、碳布、碳纸、石墨箔及相应掺杂物中的任意一种。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞，徐劲松，曾荣光，唐涛，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51