用于直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂及其制备方法，该催化剂由钯、镍、氮化钽、导电炭黑组成，其制备方法为在碱性乙二醇溶液中制备分散的碳载PdNi@TaN/C纳米电催化剂。本发明专利技术为首次制备合成导电炭黑负载氮化钽钯镍电催化剂，制备方法条件温和，操作简单可控，节能环保，具有良好的应用前景。本发明专利技术的电催化剂是第一次使用作为直接甲醇燃料电池阳极材料，与商业催化剂相比，贵金属用量显著降低、对碱性条件下甲醇的氧化反应具有极高电催化活性(为商业钯碳催化活性的17.8倍)、强抗CO中毒能力等优点。

【技术实现步骤摘要】
用于直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂及其制备方法
本专利技术属于燃料电池电催化剂
，具体涉及一种用于直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂及其制备方法。
技术介绍
直接甲醇燃料电池(DMFC)是将储存在燃料中的化学能(甲醇燃料)转变成电能，对外做功的发电装置。它具有理论比能量密度高，燃料来源丰富，价格低廉，环境友好等特点。对于燃料电池而言，催化剂是燃料电池的核心部分。研究表明，钯(Pd)是碱性介质中甲醇氧化反应(MOR)的有效催化剂。然而，考虑到它是一种贵金属且容易被一氧化碳中毒，有必要进一步提高钯催化剂的催化活性和稳定性，以达到高效和低成本的目的，来满足燃料电池大规模的商业化需求。因此，开发高催化活性、稳定和低成本的催化剂是十分有必要的，但是迄今为止，有关直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂的研究还未见相关文献和专利报道。当前制约直接甲醇燃料电池的关键因素在于如何设计开发同时具有高电催化活性、强抗CO中毒能力和较低贵金属用量的催化剂，从而推进直接甲醇燃料电池的规模化应用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂，其特征在于：该催化剂为钯镍氮化钽为壳、碳为核的核壳型催化剂，分子式为PdNi@TaN/C；该催化剂中的钯、镍、氮化钽和导电炭黑组分在催化剂中所占的质量百分比分别为3-10％、0-10％、15-70％和15-70％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂，其特征在于：该催化剂为钯镍氮化钽为壳、碳为核的核壳型催化剂，分子式为PdNi@TaN/C；该催化剂中的钯、镍、氮化钽和导电炭黑组分在催化剂中所占的质量百分比分别为3-10％、0-10％、15-70％和15-70％。


2.如权利要求1所述的用于直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂，其特征在于：所述钯镍氮化钽均匀分散在载体导电炭黑的表面，催化剂的平均粒径为2-3nm，具有优越的甲醇电催化氧化性能。


3.权利要求1或2所述的用于直接甲醇燃料电池的碳载钯镍氮化钽纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在容器中加入氮化钽、导电炭黑、十六烷基三甲基溴化铵CTAB和乙二醇，放置于磁力搅拌器上搅拌使导电炭黑功能化，然后进行超声处理使氮化钽、CTAB、导电炭黑在乙二醇中分散均匀，得到混合物A；
2)将氯钯酸钠溶液、氯化镍溶液和氢氧化钾溶液加入到步骤1)得到的混合物A中，置于磁力搅拌器上搅拌均匀，得到混合物B，其中按照钯负载量为3-10％质量分数加入对应质量的氯钯酸钠溶液，按照镍负载量为0-10％质量分数加入对应质量的氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜召，野娜，方涛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61