并加热保持60°C恒温，得到B液；每1.2g 1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[010111]??6液体加入4ml KBH4水溶液；
[0041]步骤三、通过恒压漏斗将步骤一的A液以每秒2滴的速度加入步骤二的B液中，磁力搅拌下60°C恒温反应lh，得到碳载Co纳米膜(Co-nanofilms/C)；
[0042]步骤四、将步骤三的碳载Co纳米膜冷却至40°C，加入60mmol/LPdCl2溶液，40°C恒温浸渍30min，然后加入KBH^K溶液，40°C恒温反应3h，得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入Co纳米膜结构的油状胶体(Pd nps/Co-nanofilms/C)；
[0043]步骤五、将步骤四得到的碳载型Pd纳米颗粒嵌入Co纳米膜结构的油状胶体冷却至室温(25°C )，用乙醇洗涤3次后离心，取沉淀，真空、室温干燥12h，得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂(Pd nps/Co-nanofilms/C)；
[0044]所述的Pd:Co的摩尔比为2:l，Pd+Co:XC-72的质量比为1:4。
[0045]所述的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂的TEM图见图1 ;从图1可以看出，得到的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂粒径均匀。
[0046]所述的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂的HRTEM图如图2所示；从图2可以看出，得到的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂粒径均匀。
[0047]实施例2
[0048]一种碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0049]步骤一、将Co (CH3COO)2.4H20、XC-72分散于20mL水中，超声分散30min，得到A液；
[0050]步骤二、将1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[OMInJPF6液体与KBH 4水溶液混合并超声分散，然后在通氩气或氮气饱和、回流并液封的条件下，磁力搅拌并加热保持60°C恒温，得到B液；每2g 1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[010111]??6液体加入4ml KBH 4水溶液；
[0051]步骤三、通过恒压漏斗将步骤一的A液以每秒2滴的速度加入步骤二的B液中，磁力搅拌下60°C恒温反应lh，得到碳载Co纳米膜(Co-nanofilms/C)；
[0052]步骤四、将步骤三的碳载Co纳米膜冷却至40°C，加入60mmol/LPdCl2溶液，40°C恒温浸渍30min，然后加入KBH^K溶液，40°C恒温反应3h，得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入Co纳米膜结构的油状胶体(Pd nps/Co-nanofilms/C)；
[0053]步骤五、将步骤四得到的碳载型Pd纳米颗粒嵌入Co纳米膜结构的油状胶体冷却至室温(25°C )，用乙醇洗涤3次后离心，取沉淀，真空、室温干燥12h，得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂；
[0054]所述的Pd:Co的摩尔比为1:1，Pd+Co:XC-72的质量比为1:4。
[0055]实施例3
[0056]—种碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0057]步骤一、将Co (CH3COO)2.4H20、XC-72分散于20mL水中，超声分散30min，得到A液；
[0058]步骤二、将1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[OMInJPF6液体与KBH 4水溶液混合并超声分散，然后在通氩气或氮气饱和、回流并液封的条件下，磁力搅拌并加热保持60°C恒温，得到B液；每4g 1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[010111]??6液体加入4ml KBH 4水溶液；
[0059]步骤三、通过恒压漏斗将步骤一的A液以每秒2滴的速度加入步骤二的B液中，磁力搅拌下60°C恒温反应lh，得到碳载Co纳米膜(Co-nanofilms/C)；
[0060]步骤四、将步骤三的碳载Co纳米膜冷却至40°C，加入60mmol/LPdCl2溶液，40°C恒温浸渍30min，然后加入KBH^K溶液，40°C恒温反应3h，得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入Co纳米膜结构的油状胶体(Pd nps/Co-nanofilms/C)；
[0061]步骤五、将步骤四得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入Co纳米膜结构的油状胶体冷却至室温(25°C )，用乙醇洗涤3次后离心，取沉淀，真空、室温干燥12h，得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂；
[0062]所述的Pd:Co的摩尔比为3:l，Pd+Co:XC-72的质量比为1:4。
[0063]实施例4
[0064]—种碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0065]步骤一、将Co (CH3COO)2.4H20、XC-72分散于20mL水中，超声分散30min，得到A液；
[0066]步骤二、将1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[OMInJPF6液体与KBH 4水溶液混合并超声分散，然后在通氩气或氮气饱和、回流并液封的条件下，磁力搅拌并加热保持60°C恒温，得到B液；每1.2g 1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[010111]??6液体加入4ml KBH4水溶液；
[0067]步骤三、通过恒压漏斗将步骤一的A液以每秒2滴的速度加入步骤二的B液中，磁力搅拌下60°C恒温反应lh，得到碳载Co纳米膜(Co-nanofilms/C)；
[0068]步骤四、将步骤三的碳载Co纳米膜冷却至40°C，加入60mmol/LPdCl2+H2PtCl6溶液(Pt与Pd的原子比:1:50)，40°C恒温浸渍30min，然后加入KBHjK溶液，40°C恒温反应3h，得到Pt修饰的碳载型Pd纳米颗粒嵌入Co纳米膜结构的油状胶体；
[0069]步骤五、将步骤四得到的Pt修饰的碳载型Pd纳米颗粒嵌入Co纳米膜结构的油状胶体冷却至室温(25°C )，用乙醇洗涤3次后离心，取沉淀，真空、室温干燥12h，得到Pt修饰的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂(Pt+Pd nps/Co-nanofilms/C)；
[0070]所述的Pd:Co的摩尔比为2:l，Pd+Co:XC-72的质量比为1:4。
[0071]效果实施例
[0072]将实施例1得到的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂进行电催化活性实验，结果如图3所示；从图3可以看出，本发明制备得到的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属Co纳米膜结构的新型催化剂在碱性条件下显示较纯Pd/C和Pd-Co/C合金催化剂显著增强的氧还原活性和乙醇电氧化活性。
[0073]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、将M(CH3COO)2.4H20、XC-72分散于20mL水中，超声分散30min，得到A液； 步骤二、将离子液体与KBH4水溶液混合并超声分散，然后在通氩气或氮气饱和、回流并液封的条件下，磁力搅拌并加热保持60°C恒温，得到B液；每I?4g离子液体加入4ml KBH4水溶液； 步骤三、通过恒压漏斗将步骤一的A液以每秒2滴的速度加入步骤二的B液中，磁力搅拌下60?100°C恒温反应lh，得到碳载M纳米膜； 步骤四、将步骤三的碳载M纳米膜冷却至40°C，加入60mmol/LPdCl2溶液，40°C恒温浸渍30min，然后加入KBHjK溶液，40°C恒温反应3h，得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入M纳米膜结构的油状胶体； 步骤五、将步骤四得到的碳载型Pd纳米颗粒嵌入M纳米膜结构的油状胶体冷却至室温，用乙醇洗涤后离心，取沉淀，真空、室温干燥12h，得到碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂； 所述的Pd:M的摩尔比为I?5:1，Pd+M:XC-72的质量比为1:4 ;所述的M为过渡金属Fe、Co 或 Ni。
2.根据权利要求1所述的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的离子液体为1，3- 二辛基咪唑六氟磷酸盐[00頂]卩卩6或1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[0MIm]PF 6。
3.根据权利要求1所述的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的洗涤的次数为3?4次；所述的室温为25V。
4.根据权利要求1所述的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤四中加AH2PtCl6进行反应，Pt:Pd的摩尔比1:50?1:500。
5.根据权利要求1所述的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤四中加入H2AuCl4进行反应，Au:Pd的摩尔比为1:50?1:500。
6.一种碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂，由权利要求1?5任一项所述的制备方法得到。
7.权利要求6所述的碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂应用于燃料电池技术领域。
【专利摘要】本发明公开了一种碳载型Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜结构的新型催化剂，属于纳米材料技术和燃料电池催化领域。本发明利用碳载体表面负载的过渡金属纳米膜与Pd纳米颗粒表面原子的界面作用，以离子液体作为溶剂或保护剂，将Pd纳米颗粒嵌入过渡金属纳米膜中形成新型碳载结构催化剂，通过在金属颗粒表面的吸附性能形成静电保护层或通过吸附离子的“体积效应”实现金属纳米离子的稳定存在。制备得到的催化剂在酸性和碱性环境中的电氧还原活性均比Pd及Pd基合金催化剂显示增强的氧还原活性，在碱性体系下该催化剂较纯Pd及Pd基合金具有较好的乙醇电氧化催化活性。本发明的制备方法简单，得到的催化剂活性高，可应用于大规模生产。
【IPC分类】H01M4-90, B01J23-89
【公开号】CN104772152
【申请号】CN201510057361
【发明人】陈玉梅, 时建朝, 李英杰, 陈萌萌, 张大峰, 杨娟
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月4日