本发明专利技术公开一种PdW/C二元合金纳米催化剂及其制备方法，所述PdW/C二元合金纳米催化剂以Pd和W为活性中心，以活性炭为载体，按摩尔比计算，其中的Pd：W为1：1，按质量比计算，即活性炭的质量：Pd与W的总质量为4：1。其制备方法即将PdCl2和WCl6的乙二醇溶液混合后用NaOH的乙二醇溶液调节pH值至9，升温至80℃搅拌反应后，向其中滴加用乙二醇分散的活性炭并超声震荡，继续搅拌反应3h，然后冷却至室温后进行真空抽滤、洗涤、干燥，即得一种分散性良好，对碱性环境中乙醇催化氧化性能较好的PdW/C二元合金纳米催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米催化剂材料制备
，具体涉及一种对乙醇具有高催化活性Pdff/C 二元合金纳米催化剂及其制备方法。
技术介绍
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它直接将贮存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。在环境与能源备受人类关注的今天，燃料电池的研究与工程开发的人也越来越受到各国政府与科技人员的重视。在20世纪末，以醇类为燃料的燃料电池，尤其是直接甲醇燃料电池(DMFC)成为研究与开发的热点，并取得了长足的进展。然而由于甲醇有一定的毒性，限制其在诸如手机、笔记本电脑灯可移动电源领域的应用。近年来，直接乙醇燃料电池(DEFC)倍受关注[1_3]，然而乙醇氧化的主要障碍在于较慢的反应动力学和催化齐IJ中毒，所以研究高效、长持久性的DEFC催化剂对新能源的发展至关重要。Tayaltt]等采用Pt, Ir, Sn 3种金属,在总负载率为40wt%的情况下,制备了不同组成Pt-Sn/C，Pt-1r/C, Pt_Ir_Sn/C催化剂。测试结果表明，Pt的晶格参数随着Ir量的增加而降低，随着Sn量的增加而增加。单电池测试结果发现,？1:-11-311/(:(20￥丨% 1:,5%￥1:]^和15wt%Sn)纳米颗粒催化剂相比其他催化剂中表现出优异的性能。Wang等[5]分别对PtSn合金和PtRu合金催化剂进行了研究，由于PtSn合金为疏水多孔结构，有利于物质的扩散，所以双层PtSn合金催化剂表现出了较高的活性。许[6]等采用电化学方法合成出刺状Pd纳米粒子，电化学测试结果证实，Pd对乙醇氧化的起始电位比商业Pd黑催化剂提前了 50mV。此外正向电位扫描中Pd催化剂对应的峰电流为1.50mA cm_2，相比于商业Pd黑催化剂的0.91mA cm-2明显高出很多。目前研究Pd系合金催化剂研究非常多，有Pd-Bi'Pd_P[8]，Pd-Co[9]，Pd-Pb[1°]，Pd-Au[11’12]和Cu-Pd[13]等催化剂用于不同的燃料电池都有报道。关于W在催化剂中的应用，目前 还鲜有报道[14_16]。Wangtl7]尝试在Pt-Ru/C催化剂中掺杂W，研究发现W能促进Pt-Ru/C催化剂对甲醇的催化氧化，是催化性能大幅度提高。本专利技术采用硼氢化钠和乙二醇共同作还原剂，通过液相还原法制备出PdW/C纳米催化剂，主要研究其对乙醇的催化氧化活性。由于目前直接乙醇燃料电池研究有限，以及各个实验体系不同等原因，尚无本专利技术的类似报道。参考文献Lin, S.C; Chen, J.Y ; Hsieh, F.Y ; Wu P.W.Mater Lett.2011，65: 215.[2]Xing, X.L; Serhiyj C; Chung, C H.Mater Chem Phys.2011，126: 36.[3]Switzer, E.E; Olson, T.S; Datyej A.K; Atanassovj P; Hibbsj Μ.R;Cornelius, C.J.Electrochim Acta.2009，54: 989.[4]Tayalj J; Rawatj B; Basuj S.1nt J Hydrogen Energy.2011，36:14884.[5]Wang, Q; Sun, G.Q; Caoj L; Jiang, L.H; Wang, G.X; Wang, S.L; Yang, S.H;Xinj Q.J Power Source.2008，15: 142.[6]Xuj J.X; Jiang, Y.X; Liao, H.G; Chen, S.P; Sun, S.G.Acta Phys.-Chim.Sin.2010，26(8):2139[许加欣，姜艳霞，廖洪钢，陈声培，孙世刚.物理化学学报，2010，26(8):2139][7]Netoj A.0; Tusij M.M; Polancej N.S.0; da Silva, S.G; dos Santos, M.C;Spinacej E.V.1nt J Hydrogen Energy.2011，36:10522[8]Zhang, LL; Tang, Y.W ; Baoj J.C ; Lu，T.H ; Li，C.J Power Sources.2006， 162: 177[9]Tominakaj S.S; Momma, T; Osaka, T.Electrochim Acta.2008，53:4679[10]Yuj X.Wj Pickup, G.P.J Power Sources.2009，192: 279 [11]Dattaj J; Duttaj A; Mukherjee，S.J Phys Chem C.2011，115:15324[12]Jiaj F.L; Wong, K.W; Zhang, L Z.J Phys Chem C.2009，113: 7200[13]Gobalj F; Arab, R.J Electroanal Chem.2010，647: 66[14]Zhang, Z.H; Huang, Y.J; Ge，J.J; Liuj C.P; Lu，T.H; Xing, W.Electrochem Commun.2008，10:1113[15]Lee, E.P; Peng, Z.M; Chen, W; Chen, S.W; Yang, H; Xiaj Y.N.ACS Nan0.2008，2:2167.[16]Meza, D; Morales, U; Roqueroj P; Salgadoj L Int J Hydrogen Energy.2010， 35:12111[17]Wang Z.B; Zuoj P.J; Yin, G.P.J Alloy Compd.2009，479:395.
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种PdW/C 二元合金纳米催化剂。本专利技术的目的之二是提供上述的一种PdW/C 二元合金纳米催化剂的制备方法。本专利技术的技术原理 本专利技术采用乙二醇还原法，其中乙二醇既作还原剂又作分散剂，制备了分散性能良好的PdW/C纳米催化剂。乙二醇的还原速率较慢，有效地避免了纳米金属颗粒的集中生长，从而避免了团聚现象的发生。相比传统浸溃还原法，制备出的催化剂金属粒径范围小，很少有团聚现象，对乙醇有很高的催化活性。本专利技术的技术方案 一种PdW/C 二元合金纳米催化剂，是以Pd和W为活性中心，以活性炭为载体而形成的Pdff/C 二元合金纳米催化剂； 所述的PdW/C 二元合金纳米催化剂的活性中心及载体活性炭的量按质量比计算，即活性炭的质量=Pd和W的总质量优选为4:1; 所述的PdW/C 二元合金纳米催化剂的活性中心中，按摩尔比计算，Pd:ff优选为1:1 ； 所述的活性炭载体优选为XC-72活性炭。上述的一种PdW/C 二元合金纳米催化剂的制备方法，具体包括如下步骤: (1)、将PdCl2溶解于乙二醇溶液里，超声形成溶液I; (2)、向步骤(I)所形成的溶液I中滴加WCl6的乙二醇溶液，用IMNaOH的乙二醇溶液调节上述溶液的PH值至9，在80°C反应Ih后得混合液2 ； (3)、在活性炭中加入乙二醇，超声形成悬浊液I; 控制滴加速率为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种PdW/C二元合金纳米催化剂，其特征在于所述的PdW/C二元合金纳米催化剂是以Pd与W为活性中心，以活性炭为载体而形成的PdW/C二元合金纳米催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种PdW/C 二元合金纳米催化剂,其特征在于所述的PdW/C 二元合金纳米催化剂是以Pd与W为活性中心，以活性炭为载体而形成的PdW/C 二元合金纳米催化剂。2.如权利要求1所述的一种PdW/C二元合金纳米催化剂，其特征在于所述的PdW/C 二元合金纳米催化剂中，按质量比计算，即活性炭的质量:Pd与W的总质量为4:1。3.如权利要求2所述的一种PdW/C二元合金纳米催化剂，其特征在于所述的活性中心按摩尔比计算，其中的Pd:W为1:1。4.如权利要求3所述的一种PdW/C二元合金纳米催化剂，其特征在于所述的活性炭载体为XC-72活性炭。5.如权利要求1、2、3或4所述的一种PdW/C二元合金纳米催化剂的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤: (1)、将PdCl2溶解于乙二醇溶液里，超声形成溶液I; (2)、向步骤(I)所形成的溶液I中滴加WCl6的乙二醇溶液，然后用IM的NaOH的乙二醇溶液调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐群杰，刘明爽，李巧霞，周罗增，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：
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