一种Pt-Au@Pt核壳结构燃料电池阴极催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Pt-Au@Pt核壳结构燃料电池阴极催化剂及制备方法。本发明专利技术Pt-Au@Pt核壳结构催化剂由导电载体和Pt-Au@Pt核壳结构纳米颗粒组成，其制备方法为：用硼氢化钠还原金化合物，得到Au纳米颗粒，将Au颗粒负载在碳载体表面，得到Au/C；将Au/C置于铂化合物水溶液中，让Pt在Au表面自发还原沉积后得到担载型Pt-Au合金纳米颗粒，通过欠电势沉积方法，在Pt-Au合金纳米颗粒表面沉积Cu原子单层，再通过Pt置换此Cu原子层即得。本发明专利技术制备的催化剂具有高的催化活性和稳定性，且成本相对纯Pt催化剂低廉，其制备方法简便、条件温和、易于操作，解决了常规化学还原法制备的核壳结构催化剂表面Pt团聚程度高，单纯欠电势沉积法制备的催化剂表面Pt覆盖度低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池催化剂领域，尤其涉及一种Pt-AufgPt核壳结构燃料电池阴极催化剂及其制备方法。
技术介绍
贵金属Pt在自然界中储量非常有限，大量使用贵金属Pt使得燃料电池的商业化应用因催化剂资源问题受到限制。另外，采用纯Pt作为燃料电池阴极催化剂存在燃料电池阴极性能低和稳定性较差的问题。虽然目前Pt与3J过渡金属Fe、Co、N1、Cu等形成的合金可以在一定程度上提高燃料电池阴极性能，但是这些PtU合金中Pt原子分数必须大于50%，才能形成表面富Pt结构，从而保护在酸性环境中容易溶解的3J金属，避免因3J金属溶解导致的催化剂稳定性变差。由于Au具有很高的电化学稳定性，且资源相对Pt丰富的多。早期报道在Au表面沉积的Pt单层作为燃料电池阴极催化剂时其性能比纯Pt还差。最近有报道声称Pt-Au合金纳米催化剂的活性比纯Pt强。然而，目前报道的Pt-Au合金纳米催化剂的各种制备方法均有缺陷，限制了其在燃料电池中的实际应用。比如，单一的化学共还原或分步还原法要么使大量的Pt位于催化剂体相，要么使表面Pt团聚严重，以至于只有在催化剂中Pt含量超过50%时才具有较优秀的氧还原催化活性，P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Pt?Au@Pt核壳结构燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：将硼氢化钠加入到金化合物与柠檬酸钠的混合溶液中，搅拌均匀，待溶液变为紫红色后加入导电载体，室温浸渍36?48小时后，离心、真空干燥后得到碳载Au，即Au/C；2）将上步制得的Au/C超声分散在温度为20~80℃铂化合物水溶液中，搅拌3?24小时，离心、干燥后得到担载型Pt?Au合金纳米颗粒；其中铂化合物水溶液浓度为10?5?mol/L?~10?2?mol/L；通过欠电势沉积的方法在上步所得的Pt?Au合金纳米颗粒表面沉积Cu原子单层，接着将沉积了Cu原子单层的Pt?Au合金在铂化合物置换液中浸泡15?30min，得...

【技术特征摘要】
1.一种Pt-AuOPt核壳结构燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于:步骤如下: 将硼氢化钠加入到金化合物与柠檬酸钠的混合溶液中，搅拌均匀，待溶液变为紫红色后加入导电载体，室温浸溃36-48小时后，离心、真空干燥后得到碳载Au，即Au/C ； 2)将上步制得的Au/C超声分散在温度为2(T80°C钼化合物水溶液中，搅拌3-24小时，离心、干燥后得到担载型Pt-Au合金纳米颗粒；其中钼化合物水溶液浓度为10_5 mo I/L 10_2 mol/L ;通过欠电势沉积的方法在上步所得的Pt-Au合金纳米颗粒表面沉积Cu原子单层，接着将沉积了 Cu原子单层的Pt-Au合金在钼化合物置换液中浸泡15-30min，得到产物。2.按权利要求1所述的Pt-AuOPt核壳结构燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于:所述金化合物为氯金酸或氯金酸钾或氯金酸和氯金酸钾的组合物。3.按权利要求1所述的Pt-AuOPt核壳结构燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于:所述导电载体为高比表面积碳。4.按权利要求3所述的Pt-AuOPt核壳结构燃料电池阴极催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜利，戴煜，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：