一种有序化Pt-Au/C复合催化剂及其制备方法和在燃料电池中的应用技术

本发明专利技术公开了一种有序化Pt‑Au/C复合催化剂及其制备方法和在燃料电池中的应用。将金源溶液和还原剂溶液混合进行还原反应，得到纳米金簇水溶液；将活化纳米碳载体材料及铂源溶液加入纳米金簇水溶液中搅拌混匀，所得混合液采用液氮进行急冻处理后，进行冷冻干燥，得到蓬松状前驱体；将蓬松状前驱体进行热还原及高温有序化处理，即得有序化Pt‑Au/C复合催化剂；该复合催化剂的铂含量较低，合金化程度高，具有高度有序化，用于燃料电池催化剂具有高氧还原催化活性和稳定性，催化活性优于商业20％Pt催化剂。

【技术实现步骤摘要】
一种有序化Pt-Au/C复合催化剂及其制备方法和在燃料电池中的应用
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFCs)由于其具有高能量密度，高效率和零排放的优点而被认为是交通工具和可移动电子设备应用中最有前景的能源之一。目前，负载在多孔碳颗粒上的Pt基纳米颗粒是现有用于商用的PEMFCs中的主要氧还原(ORR)电催化剂。由于铂的稀缺性，降低贵金属催化剂中Pt的用量且不影响性能是研究的主题。具有较大储量和较低成本的贵金属(Ag，Au和Pd)由于其极高的化学惰性而具有突出的电化学自稳定性，用其来形成Pt基合金催化剂可以提高催化剂的活性和稳定性。此外，用金属掺杂Pt并形成的有序合金催化剂可以大大削弱催化剂表面对中间体的吸附，从而提高ORR的催化活性(“MorphologyandActivityTuningofCu3Pt/COrderedIntermetallicNanoparticlesbySelectiveElectrochemicalDealloying”，DeliWang，Yingchao，etal.NanoLetters，2015)。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种有序化Pt-Au/C复合催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)将纳米碳载体材料采用双氧水和硝酸溶液进行活化处理，得到活化纳米碳载体材料；/n2)将金源溶液和还原剂溶液混合进行还原反应，得到纳米金簇水溶液；/n3)将活化纳米碳载体材料及铂源溶液加入纳米金簇水溶液中搅拌混匀，所得混合液采用液氮进行急冻处理后，进行冷冻干燥，得到蓬松状前驱体；/n4)将蓬松状前驱体进行热还原及高温有序化处理，即得有序化Pt-Au/C复合催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种有序化Pt-Au/C复合催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将纳米碳载体材料采用双氧水和硝酸溶液进行活化处理，得到活化纳米碳载体材料；
2)将金源溶液和还原剂溶液混合进行还原反应，得到纳米金簇水溶液；
3)将活化纳米碳载体材料及铂源溶液加入纳米金簇水溶液中搅拌混匀，所得混合液采用液氮进行急冻处理后，进行冷冻干燥，得到蓬松状前驱体；
4)将蓬松状前驱体进行热还原及高温有序化处理，即得有序化Pt-Au/C复合催化剂。


2.根据权利要求1所述的一种有序化Pt-Au/C复合催化剂的制备方法，其特征在于：纳米碳载体材料超声分散至H2O2/HNO3的混合溶液中，浸泡6～12h；所述H2O2/HNO3的混合溶液中H2O2与HNO3摩尔比为1:1～5。


3.根据权利要求1所述的一种有序化Pt-Au/C复合催化剂的制备方法，其特征在于：
所述金源溶液的浓度为0.05～1M；所述金源溶液包含氯金酸和/或氯金酸盐；
所述还原剂溶液的浓度为0.1～0.2M，还原剂为带有巯基的多肽；
所述铂源溶液的浓度为0.05～1M，所述铂源溶液包含氯铂酸和/或氯铂酸盐；
所述纳米碳载体材料为炭黑、碳纳米管、碳纳米线、石墨烯、纳米膨胀石墨粉中至...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹绍峰，邓晓婷，
申请(专利权)人：邵阳学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43