二元合金担载型纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂的制备方法，涉及高稳定性直接醇类燃料电池催化剂的制备方法。本发明专利技术解决了当今直接醇类燃料电池催化剂稳定性衰减机理中存在的纳米级催化剂金属粒子中毒、醇类燃料传输受阻及催化剂制备成本高的问题。方法：将以表面活性剂作为模板，利用在极性不同的溶剂中形成双连续胶束，根据表面活性剂和金属前驱体盐的带电荷不同，以静电自组装形式形成不同吸附层的纳米线结构担载型二元合金催化剂。本发明专利技术方法制备催化剂有利于醇类燃料传输，而且具有成本低、产品抗毒化性强、活性高、稳定性高的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高稳定性直接醇类燃料电池催化剂的制备方法。
技术介绍
直接醇类燃料电池(DAFC)由于其具有能量密度高、环境友好、携带方便等突出优点而被广泛研究。然而目前的直接醇类燃料电池催化剂稳定性衰减的机理中存在的纳米级催化剂Pt粒子中毒、醇类燃料传输受阻及催化剂制备成本高的问题；以甲醇燃料为例，甲醇氧化先从甲醇脱氢开始，产生CH2OH等一系列中间产物，再进一步氧化产生甲酸和吸附的COads等物种，这些毒化物种将占据Pt的活性位(使其中毒)，阻碍甲醇的吸附氧化；另外，金属纳米颗粒在碳载体上的迁移、团聚或溶解再沉积，造成催化剂电化学面积的降低，活性位的减少。
技术实现思路
本专利技术的目的为了解决现有直接醇类燃料电池催化剂性能衰降的机理中存在的纳米级催化剂金属粒子中毒、醇类燃料传输受阻及催化剂制备成本高的问题；而提供了二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂的制备方法。本专利技术中二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂的制备方法是按以下步骤实现一、将阳离子型表面活性剂和载体溶于多元醇和极性溶剂中，超声处理后机械搅拌，得到均一的混合物，混合物中阳离子型表面活性剂的浓度为O. 5 3倍临界胶束浓度，所述的载体为XC-72炭黑、碳纳米管、石墨烯、介孔碳或碳纤维，所述的阳离子型表面活性剂有十二烷基二甲基叔胺醋酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、杂环类如咪唑啉、吗啉胍类、三嗪类衍生物中的一种；二、按金属前驱体盐和配合物中金属元素的总负载量的10% 60%向上述混合物中依次加入金属前驱体盐和配合物，形成混合浆液，其中金属前驱体盐为 Pd(C2H3O2)2、PdCl2' PtCl4' AuCl3' AgNO3' IrCl3 或 RhCl3,配合物为配合物为 Na2PtCl6'Na2PdCl4, K2PtCl6, H2PdCl4, HAuCl4, H2IrCl6, H2PtCl6, K2PdCl4, KAuCl4, NaAuCl4, Na2IrCl6 或K2IrCl6,所述金属前驱体盐和配合物中金属兀素的原子比为I : O. 2 5,所述金属前驱体盐与配合物中的金属元素不同；三、将步骤二获得的混合浆液微波加热至反应完全，微波加热温度控制在80 160°C，然后经抽滤、洗涤、干燥处理后，即得到二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂。该方法制备催化剂具有的交错一维纳米线树枝状网形结构可以控制金属粒子的溶解长大、团聚和奥斯特瓦尔德熟化过程；与普通的单独催化剂纳米颗粒比较，这种树枝状网形结构可以抑制催化剂粒子淹没于碳载体微孔中，从而提高催化剂的利用率；一维纳米线结构具有各向异性，交错网状结构有利于传质的进行；使用Pd也较Pt便宜很多，从而大大降低了催化剂的制备成本。本专利技术中二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂的制备方法还可按以下步骤实现一、将阴离子型表面活性剂和载体溶于多元醇和极性溶剂中，超声处理后机械搅拌，得到均一的混合物，混合物中阴离子型表面活性剂的浓度为O. 5 3倍临界胶束浓度，所述的载体为XC-72炭黑、碳纳米管、介孔碳或碳纤维，所述的阴离子型表面活性剂为硬脂酸、油酸、月桂酸、十二烷基硫酸钠、月桂醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或甘胆酸；二、按金属前驱体盐和配合物中金属元素的总负载量的10% 60%向上述混合物中依次加入配合物和金属前驱体盐，形成混合衆液，其中金属前驱体盐为AuC13、AgNO3> IrCl3、RhCl3、 Pd (C2H3O2) 2、PtCl4 或 PdCl2,配合物为 Na2PtCl6' Na2PdCl4' K2PtCl6' H2PdCl4' HAuCl4' H2IrCl6'H2PtCl6, K2PdCl4, KAuCl4, NaAuCl4, Na2IrCl6或K2IrCl6，所述金属前驱体盐和配合物中金属元素的原子比为I : O. 2 5，所述金属前驱体盐与配合物中的金属元素不同；三、将步骤二获得的混合浆液微波加热至反应完全，微波加热温度控制在80 160°C，然后经抽滤、洗涤、干燥处理后，即得到二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂。该方法制备催化剂为交错一维纳米线树枝状网形结构，有效控制金属粒子的溶解长大、团聚和奥斯特瓦尔德熟化过程；与普通的单独催化剂纳米颗粒比较，这种树枝状网形结构可以抑制催化剂粒子淹没于碳载体微孔中，从而提高催化剂的利用率；一维纳米线结构具有各向异性，交错网状结构有利于传质的进行；使用Pd也较Pt便宜很多，从而大大降低了催化剂的制备成本。附图说明图I是具体实施方式十五中采用使用微波辅助多元法制得的金属载量为20%的二元合金纳米线结构PtPd/C催化剂的透射电镜图；图2是具体实施方式十五中采用使用微波辅助多元法制得的金属载量为20%的二元合金纳米线结构PtPd/C催化剂的高分辨透射电镜图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式中二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂的制备方法是按以下步骤实现一、将阳离子型表面活性剂和载体溶于多元醇和极性溶剂中，超声处理后机械搅拌，得到均一的混合物，混合物中阴离子型表面活性剂的浓度为O. 5 3倍临界胶束浓度，所述的载体为XC-72炭黑、碳纳米管、石墨烯、介孔碳或碳纤维，所述的阳离子型表面活性剂有十二烷基二甲基叔胺醋酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、杂环类如咪唑啉、吗啉胍类、三嗪类衍生物中的一种；二、按金属前驱体盐和配合物中金属元素的总负载量的20% 60%向上述混合物中依次加入金属前驱体盐和配合物，形成混合浆液，其中金属前驱体盐为 Pd (C2H3O2) 2、PdCl2' PtCl4' AuCl3' AgNO3' IrCl3 或 RhCl3,配合物为 Na2PtCl6'Na2PdCl4, K2PtCl6, H2PdCl4, HAuCl4, H2IrCl6, H2PtCl6, K2PdCl4, KAuCl4, NaAuCl4, Na2IrCl6 或K2IrCl6,所述金属前驱体盐和配合物中金属兀素的原子比为I : O. 2 5,所述金属前驱体盐与配合物中的金属元素不同；三、将步骤二获得的混合浆液微波加热至反应完全，微波加热温度控制在80 160°C，然后经抽滤、洗涤、干燥处理后，即得到二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂。本实施方式方法制备催化剂具有的交错一维纳米线树枝状网形结构可以控制金属粒子的溶解长大、团聚和奥斯特瓦尔德熟化过程；与普通的单独催化剂纳米颗粒比较，这种树枝状网形结构可以抑制催化剂粒子淹没于碳载体微孔中，从而提高催化剂的利用率；一维纳米线结构具有各向异性，交错网状结构有利于传质的进行；使用Pd也较Pt便宜很多，从而大大降低了催化剂的制备成本。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇、1，3_ 丁二醇或季戊四醇；极性溶剂为苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、乙醚、氯仿。其它步骤和参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中所述金属前驱体盐和配合物中金属元素的原子比为I : I。其它步骤和参数与具体实施例方式一至三之一相同。具体实施方式四本实施方式中二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂的制备方法是按以下步骤实现一、将阴离子型表面活性剂和本文档来自技高网...
【技术保护点】
二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂的制备方法是按以下步骤实现：一、将阳离子型表面活性剂和载体溶于多元醇和丙酮等极性溶剂中，超声处理后机械搅拌，得到均一的混合物，混合物中阳离子型表面活性剂的浓度为0.5～3倍临界胶束浓度，所述的载体为XC?72炭黑、碳纳米管、石墨烯、介孔碳或碳纤维，所述的阳离子型表面活性剂有十二烷基二甲基叔胺醋酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、杂环类如咪唑啉、吗啉胍类、三嗪类衍生物中的一种；二、按金属前驱体盐和配合物中金属元素的总负载量的10％～60％向上述混合物中依次加入金属前驱体盐和配合物，形成混合浆液，其中金属前驱体盐为Pd(C2H3O2)2、PdCl2、PtCl4、AuCl3、AgNO3、IrCl3或RhCl3，配合物为Na2PtCl6、Na2PdCl4、K2PtCl6、H2PdCl4、HAuCl4、H2IrCl6、H2PtCl6、K2PdCl4、KAuCl4、NaAuCl4、Na2IrCl6或K2IrCl6，所述金属前驱体盐和配合物中金属元素的原子比为1∶0.2～5，所述金属前驱体盐与配合物中的金属元素不同；三、将步骤二获得的混合浆液微波加热至反应完全，微波加热温度控制在80～160℃，然后经抽滤、洗涤、干燥处理后，即得到二元合金纳米线结构直接醇类燃料电池催化剂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：初园园，曹俊，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。