一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法_2

文档序号:9351752阅读:来源:国知局
>[0045](2)将 2ml, 0.02M H2PtCl6.6H20 的铂前驱体溶液和 2.65ml, 0.05M NiC4H6O4.4H20镍前驱体溶液加入上述溶液中;
[0046](3)将(2)的溶液磁力搅拌Ih后加入事先处理好的炭浆,炭浆的处理方法为:0.0235g的XC-72R加入1ml的无水乙醇溶液超声30min ;
[0047](4)将0.1g的NaBH4加入到1ml去离子水中形成还原剂的溶液逐滴滴加到(3)的溶液中,整个滴加过程在冰浴中进行,磁力搅拌2h ;
[0048](5)将⑷的溶液抽滤,真空干燥6h,干燥温度为80°C ;
[0049](6)将上述过程得到的催化剂进行去合金化处理,称取30mg干燥后的催化剂粉末溶于1ml去离子水中超声30min,加入事先配制好的酸溶液40ml形成IM H2SO4+IM HNOjg合溶液,磁力搅拌24h,然后抽滤,在80°C条件下真空干燥6h,制备得到具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂。
[0050](7)对上述(6)处理好的催化剂进行电化学测试,测试仪器为辰华660C电化学工作站,测试环境为室温。测试液的配制方法:2.5mg催化剂,500 μ 1C2H50H, 500 μ I去离子水和120 μ INaf1n溶液超声30min。用移液枪取2.6 μ I的上述测试液滴加到直径为2mm的玻碳电极上自然晾干进行相应的电化学测试。
[0051]实施例4
[0052]—种直接乙醇燃料电池阳极Pt-Ni/C催化剂的制备方法,具体包括以下步骤:
[0053](I)将0.2718g柠檬酸三钠稳定剂溶解于20ml去离子水中形成稳定的溶液;
[0054](2)将 2ml, 0.02M H2PtCl6.6H20 的铂前驱体溶液和 2.65ml, 0.05M NiC4H6O4.4H20镍前驱体溶液加入上述溶液中;
[0055](3)将(2)的溶液磁力搅拌Ih后加入事先处理好的炭浆,炭浆的处理方法为:0.0235g的XC-72R加入1ml的无水乙醇溶液超声30min ;
[0056](4)将0.1g的NaBH4加入到1ml去离子水中形成还原剂的溶液逐滴滴加到(3)的溶液中,整个滴加过程在冰浴中进行,磁力搅拌2h ;
[0057](5)将(4)的溶液抽滤,真空干燥6h,干燥温度为80°C ;
[0058](6)将上述过程得到的催化剂进行去合金化处理,称取30mg干燥后的催化剂粉末溶于1ml去离子水中超声30min,加入事先配制好的酸溶液40ml形成IM H2SO4+IM HNOjg合溶液,磁力搅拌24h,然后抽滤,在80°C条件下真空干燥10h,制备得到具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂。
[0059](7)对上述(6)处理好的催化剂进行电化学测试,测试仪器为辰华660C电化学工作站,测试环境为室温。测试液的配制方法:2.5mg催化剂,500 μ 1C2H50H, 500 μ I去离子水和120 μ INaf1n溶液超声30min。用移液枪取2.6 μ I的上述测试液滴加到直径为2mm的玻碳电极上自然晾干进行相应的电化学测试。
[0060]实施例5
[0061]—种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,采用以下步骤:
[0062](I)将稳定剂柠檬酸三钠溶解于去离子水中形成稳定的溶液;
[0063](2)将配制好的氯铂酸钾和水合氯化镍的前驱体溶液加入上述溶液中,溶液内的稳定剂和金属离子的质量比为5:1;
[0064](3)将步骤⑵得到的溶液磁力搅拌Ih后加入处理好的炭浆中,炭浆采用以下方法处理:将炭黑XC-72R加入无水乙醇中超声分散1min ;
[0065](4)将硼氢化钠溶液经注射栗滴加到步骤(3)的溶液中,磁力搅拌2h,硼氢化钠与溶液中金属离子的质量比为5:1 ;
[0066](5)将步骤(4)得到的溶液抽滤,控制干燥温度为80°C,真空干燥6h ;
[0067](6)去合金化处理:称取干燥后的粉末溶于去离子水中超声lOmin,加入IM的H2SOjP IM HNO3配置而成的混合溶液,磁力搅拌12h,然后抽滤,在80°C条件下真空干燥6h,即制备得到具有中空结构的直接乙醇燃料电池PtNi/C纳米催化剂。
[0068]实施例6
[0069]—种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,采用以下步骤:
[0070](I)将稳定剂柠檬酸三钾溶解于去离子水中形成稳定的溶液;
[0071](2)将配制好的氯铂酸钾和水合醋酸镍的前驱体溶液加入上述溶液中,溶液内的稳定剂和金属离子的质量比为5:1;
[0072](3)将步骤⑵得到的溶液磁力搅拌Ih后加入处理好的炭浆中,炭浆采用以下方法处理:将炭黑XC-72R加入无水乙醇中超声分散1min ;
[0073](4)将硼氢化钾溶液经注射栗滴加到步骤(3)的溶液中,磁力搅拌2h,硼氢化钾与溶液中金属离子的质量比为5:1 ;
[0074](5)将步骤(4)得到的溶液抽滤,控制干燥温度为80°C,真空干燥1h ;
[0075](6)去合金化处理:称取干燥后的粉末溶于去离子水中超声30min,加入IM的H2SOjP IM HNO 3配置而成的混合溶液,磁力搅拌24h,然后抽滤,在80°C条件下真空干燥1h,即制备得到具有中空结构的直接乙醇燃料电池PtNi/C纳米催化剂。
[0076]综上所述,本发明提供的一种直接乙醇燃料电池阳极Pt-Ni/C催化剂的制备方法,获得的催化剂稳定性好,催化活性优良,对燃料电池催化剂的研究有一定的借鉴作用。
[0077]以上所述仅是本发明的实施方式的举例,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,该方法采用以下步骤: (1)将稳定剂溶解于去离子水中形成稳定的溶液; (2)将配制好的铂和镍的前驱体溶液加入上述溶液中; (3)将步骤(2)得到的溶液磁力搅拌Ih后加入处理好的炭浆中; (4)将还原剂溶液滴加到步骤(3)的溶液中,磁力搅拌2h; (5)将步骤(4)得到的溶液抽滤,控制干燥温度为80°C,真空干燥6-10h; (6)去合金化处理:称取干燥后的粉末溶于去离子水中超声10-30min,加入IM的H2SO4和IM HNO3配置而成的混合溶液,磁力搅拌12-24h,然后抽滤,在80°C条件下真空干燥6-10h,即制备得到具有中空结构的直接乙醇燃料电池PtNi/C纳米催化剂。2.根据权利要求1所述的一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(I)中所述的稳定剂选自柠檬酸三钠、柠檬酸三钾或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中铂前驱体为氯铂酸钾或水合氯铂酸,镍前驱体为水合氯化镍或水合醋酸镍。4.根据权利要求1所述的一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中溶液内的稳定剂和金属离子的质量比为5:1。5.根据权利要求1所述的一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中的炭浆采用以下方法处理:将炭黑XC-72R加入无水乙醇中超声分散 10-30min。6.根据权利要求1所述的一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述的还原剂溶液为硼氢化钠溶液和/或硼氢化钾溶液。7.根据权利要求1所述的一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(4)中的还原剂溶液经注射栗或蠕动栗滴加滴加到步骤(3)的溶液中。8.根据权利要求1所述的一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,步骤⑷中还原剂与溶液中金属离子的质量比为5:1。
【专利摘要】本发明涉及一种具有中空结构的直接乙醇燃料电池催化剂的制备方法,将稳定剂溶解于去离子水中形成稳定的溶液;将配制好的铂和镍的前驱体溶液加入上述溶液中;将得到的溶液磁力搅拌1h后加入处理好的炭浆中;将还原剂溶液滴加到溶液中,磁力搅拌2h;将得到的溶液抽滤,控制干燥温度为80℃,真空干燥6-10h,最后经过去合金化处理得到催化剂。与现有技术相比,本发明解决Pt-Ni/C催化剂稳定性不好的问题,该制备方法过程简单,成本低廉,对催化剂稳定性提升的效果明显。
【IPC分类】B82Y30/00, H01M4/92, B82Y40/00, H01M4/88
【公开号】CN105070922
【申请号】CN201510415652
【发明人】徐群杰, 李巧霞, 范金辰, 周洋
【申请人】上海电力学院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月15日
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