本发明涉及燃料电池催化剂载体材料领域，特别涉及一种导电高分子负载贵金属复合催化剂及制备方法。
背景技术：
低温燃料电池作为一种绿色能源转换装置已被广泛应用于军事指挥、交通运输、无线电通讯、清洁电站、航天飞行、电动汽车、便携式移动电源等领域。尤其在环境与能源问题日益突出的今天，对于燃料电池进一步的研究与开发仍具有重大的社会意义与美好的应用前景。虽然部分燃料电池(如质子交换膜燃料电池)已经实现了实际应用，但其成本、工作性能、转换效率仍需进一步的改善。
燃料电池电极上的催化剂材料(包括金属纳米粒子催化剂和催化剂载体)作为催化反应的活性中心，是燃料电池中最核心的部件之一。它性能的优劣直接影响着燃料电池的工作性能和转换效率。其中，催化剂载体作为金属纳米粒子的支撑材料，其结构与性能直接决定着金属催化剂颗粒的粒径大小、分散性、催化活性及稳定性。炭黑作为一种传统的燃料电池催化剂载体，具有较大的比表面积，然而其部分孔径太小，不能与反应液进行充分的接触，从而降低了催化剂的利用效率。另外，碳材料载体也容易被氧化腐蚀。因此，研究开发一种具有低成本、大比表面积、高稳定性的新型催化剂载体对于燃料电池电极催化剂材料的进一步发展十分有必要。与传统的碳材料载体相比，导电高分子作为新型催化剂载体具有以下优点：1)易形成三维多孔结构，有较高的比表面积；2)通过官能团的引入，可对其结构及性能进行改进、调控；3)良好的电化学活性与高的抗氧化腐蚀能力；4)既能质子导电又能电子导电的特性。因此导电高分子作为继碳材料之后的一种新型催化剂载体为低温燃料电池催化剂载体方面的研究开辟了一片新天地。
技术实现要素：
在直接燃料电池领域，Pt是使用最好的贵金属催化剂之一，被广泛用来催化氧化有机小分子，如甲酸、甲醇等。本发明提供一种以聚5-氨基吲哚(PAIn)为载体，通过电化学法负载Pt制备成复合催化剂来催化甲酸氧化反应，具体制备步骤如下：
(1)0.02M AIn单体溶于0.5M硫酸水溶液中作为电解液进行电化学聚合实验。工作电极为碳布(CC，0.6cm×0.5cm×360μm)或ITO导电玻璃，对电极为铂丝，参比电极为饱和甘汞电极。实验开始前，向电解液中鼓入氮气10min以除去溶液中的氧气。AIn的聚合实验采用循环伏安法，电压范围为0.30～0.85V，扫描速率为50mV s-1。整个实验在室温下 进行。实验结束后将PAIn修饰的CC电极(以下简写为PAIn/CC)取出，依次用0.5M硫酸水溶液、蒸馏水冲洗以除去表面的残留物。
(2)配制3mM H2PtCl6+0.5M硫酸溶液作为电解液。将上述实验中所得PAIn/CC插入3mM H2PtCl6+0.5M硫酸溶液中作为工作电极，对电极与参比电极同上述实验。恒电位-0.2V条件下沉积一定电量的Pt于PAIn/CC电极的表面。所得修饰电极(以下简写为Pt/PAIn/CC)用蒸馏水多次冲洗后直接用于下面的实验中。
(3)对修饰电极Pt/PAIn/CC进行性能测试。
本发明制备有益效果：(1)以碳布(CC)为工作电极，首次实现了AIn单体在水溶液中的电化学聚合；通过对其聚合机理的研究得出，AIn的聚合位点主要发生在C(2)与C(3)上，聚合物主链中结构单元的连接方式有两种，即23-式与2，2-3，3-式；另外，实验表明所得聚合物PAIn具有良好的电化学活性与稳定性。与Pt/CC相比，Pt/PAIn/CC对于甲酸电化学氧化的催化活性、稳定性以及抗毒化能力均得到提高，这要归因于PAIn载体的引入。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案实施过程，但本发明并不限于实施例中的描述。
实施例1
(1)0.02M AIn单体溶于0.5M硫酸水溶液中作为电解液进行电化学聚合实验。工作电极为碳布或ITO导电玻璃，对电极为铂丝，参比电极为饱和甘汞电极。实验开始前，向电解液中鼓入氮气10min以除去溶液中的氧气。AIn的聚合实验采用循环伏安法，电压0.5V，扫描速率为50mV s-1。整个实验在室温下进行。实验结束后将PAIn修饰的CC电极(以下简写为PAIn/CC)取出，依次用0.5M硫酸水溶液、蒸馏水冲洗以除去表面的残留物。
(2)配制3mM H2PtCl6+0.5M硫酸溶液作为电解液。将上述实验中所得PAIn/CC插入3mM H2PtCl6+0.5M硫酸溶液中作为工作电极，对电极与参比电极同上述实验。恒电位-0.2V条件下沉积一定电量的Pt于PAIn/CC电极的表面。所得修饰电极(以下简写为Pt/PAIn/CC)用蒸馏水多次冲洗后直接用于下面的实验中。
(3)对修饰电极Pt/PAIn/CC进行性能测试。
实施例2
(1)0.02M AIn单体溶于0.5M硫酸水溶液中作为电解液进行电化学聚合实验。工作电极为碳布或ITO导电玻璃，对电极为铂丝，参比电极为饱和甘汞电极。实验开始前，向电解液中鼓入氮气10min以除去溶液中的氧气。AIn的聚合实验采用循环伏安法，电压0.85V，扫描速率为50mV s-1。整个实验在室温下进行。实验结束后将PAIn修饰的CC电极(以下 简写为PAIn/CC)取出，依次用0.5M硫酸水溶液、蒸馏水冲洗以除去表面的残留物。
(2)配制3mM H2PtCl6+0.5M硫酸溶液作为电解液。将上述实验中所得PAIn/CC插入3mM H2PtCl6+0.5M硫酸溶液中作为工作电极，对电极与参比电极同上述实验。恒电位-0.2V条件下沉积一定电量的Pt于PAIn/CC电极的表面。所得修饰电极(以下简写为Pt/PAIn/CC)用蒸馏水多次冲洗后直接用于下面的实验中。
(3)对修饰电极Pt/PAIn/CC进行性能测试。
实施例3
(1)0.02M AIn单体溶于0.5M硫酸水溶液中作为电解液进行电化学聚合实验。工作电极为碳布或ITO导电玻璃，对电极为铂丝，参比电极为饱和甘汞电极。实验开始前，向电解液中鼓入氮气10min以除去溶液中的氧气。AIn的聚合实验采用循环伏安法，电压0.30V，扫描速率为50mV s-1。整个实验在室温下进行。实验结束后将PAIn修饰的CC电极(以下简写为PAIn/CC)取出，依次用0.5M硫酸水溶液、蒸馏水冲洗以除去表面的残留物。
(2)配制3mM H2PtCl6+0.5M硫酸溶液作为电解液。将上述实验中所得PAIn/CC插入3mM H2PtCl6+0.5M硫酸溶液中作为工作电极，对电极与参比电极同上述实验。恒电位-0.2V条件下沉积一定电量的Pt于PAIn/CC电极的表面。所得修饰电极(以下简写为Pt/PAIn/CC)用蒸馏水多次冲洗后直接用于下面的实验中。
(3)对修饰电极Pt/PAIn/CC进行性能测试。