29]第一步，将Ig Vulcan@XC-72R置于10g浓硝酸中，搅拌均匀，转移入200mL水热釜中，在120°C反应12h。将产物离心分离，干燥得到酸处理的炭黑；
[0030]第二步，将300mg三聚氰胺和700mg酸处理的炭黑分散到10mL去离子水中；
[0031]第三步，将40mL稀硝酸(0.lmol/L)滴入第二步所得的分散液并搅拌lh，离心分离，乙醇洗涤3次，干燥；
[0032]第四步，将第三步所得三聚氰胺/炭黑混合物，在400°C氮气气氛中煅烧2h，得到石墨相氮化碳/炭黑复合物；
[0033]第五步，将石墨相氮化碳/炭黑复合物20mg分散到40mL去离子水中，超声分散Ih0 在分散液中滴入 22 μ L 0.77mol/L Pt (NO3) 2溶液，18 μ L 0.94mol/L Pd (NO3)2溶液，搅拌5min。加入500 μ L 85wt%水合肼溶液，在室温下搅拌4h。最终产物经离心分离，去离子水-乙醇混合液洗涤，干燥后获得石墨相氮化碳(30%)修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂。
[0034]实施实例2:本发明石墨相氮化碳(50% )修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂的制备方法，包括以下步骤:
[0035]第一步，同实施实例I中的第一步，干燥得到酸处理的炭黑；
[0036]第二步，将500mg三聚氰胺和500mg酸处理的炭黑分散到22mL乙二醇中；
[0037]第三步，将66mL稀硝酸(0.12mol/L)滴入第二步所得的分散液并搅拌lh，离心分离，乙醇洗涤3次，干燥；
[0038]第四步，将第三步所得三聚氰胺/炭黑混合物，在350°C氮气气氛中煅烧lh，得到石墨相氮化碳/炭黑复合物；
[0039]第五步，将石墨相氮化碳/炭黑复合物20mg分散到40mL乙二醇中，超声分散lh。在分散液中滴入 22 μ L 0.77mol/L Pt (NO3) 2溶液，18 μ L 0.94mol/L Pd (NO 3) 2溶液，搅拌5min。加入500 yL 85wt%水合肼溶液，在室温下搅拌4h。最终产物经离心分离，去离子水-乙醇混合液洗涤，干燥后获得石墨相氮化碳(50%)修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂。
[0040]附图2和附图3中产物的XRD和TEM表征结果证明成功地合成了石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂。附图5中产物催化氧化不同醇类的循环伏安图证明石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铀钯合金纳米电催化剂具有极高的催化氧化不同醇类的性會泛。
[0041]实施实例3:本发明石墨相氮化碳(70% )修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂的制备方法，包括以下步骤:
[0042]第一步，同实施实例1中的第一步，干燥得到酸处理的炭黑；
[0043]第二步，将700mg三聚氰胺和300mg酸处理的炭黑分散到62.5mL乙二醇中；
[0044]第三步，将100mL稀硝酸(0.15mol/L)滴入第二步所得的分散液并搅拌lh，离心分离，乙醇洗涤3次，干燥；
[0045]第四步，将第三步所得三聚氰胺/炭黑混合物，在350°C氮气气氛中煅烧3h，得到石墨相氮化碳/炭黑复合物；
[0046]第五步，将石墨相氮化碳/炭黑复合物20mg分散到40mL乙二醇中，超声分散lh。在分散液中滴入 22 μ L 0.77mol/L Pt (N03) 2溶液，18 μ L 0.94mol/L Pd (NO 3) 2溶液，搅拌5min。加入500 yL 85wt%水合肼溶液，在室温下搅拌4h。最终产物经离心分离，去离子水-乙醇混合液洗涤，干燥后获得石墨相氮化碳(70%)修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂。
[0047]附图4中石墨相氮化碳/炭黑复合物抗电化学腐蚀性能的循环伏安图证明了炭黑经过石墨相氮化碳的修饰之后稳定性得到了提高，可有效抵抗电化学腐蚀作用。
【主权项】
1.一种石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铀钯合金纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，将炭黑在浓硝酸中水热处理得到酸处理的炭黑； 第二步，将三聚氰胺和酸处理的炭黑在溶剂中搅拌溶解分散； 第三步，将稀硝酸滴入第二步所得分散液并搅拌、分离、用纯乙醇洗涤、干燥得到三聚氰胺/炭黑混合物； 第四步，氮气保护下，将第三步所得三聚氰胺/炭黑混合物于300?400°C下煅烧，得到石墨相氮化碳/炭黑复合物； 第五步，将石墨相氮化碳/炭黑复合物在溶剂中超声分散，依次加入硝酸铂溶液、硝酸钯溶液、水合肼溶液，并搅拌，反应结束后，经离心分离、洗涤、干燥后获得石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铀钯合金纳米电催化剂。2.如权利要求1所述的石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铀钯合金纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述的炭黑为Vulcan@XC-72R，炭黑和浓硝酸质量比为.1:100?120，浓硝酸的浓度为68wt% ;热处理温度为120°C ;热处理时间为8?12h ;热处理采用的反应容器为聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热消解罐，填充量50%。3.石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铀钯合金纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述的三聚氰胺和酸处理的炭黑的质量比为4?0.5:1 ;溶剂选用去离子水和乙二醇中的任意一种，其中水的质量为三聚氰胺的300?500倍，乙二醇的质量为三聚氰胺的.50?100倍。4.石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铀钯合金纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述的稀硝酸浓度为0.1?0.2mol/L，稀硝酸的质量为三聚氰胺的100?150倍。5.石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铀钯合金纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述的煅烧时间为1?3h。6.石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铀钯合金纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中，所述的溶剂选用去离子水、乙醇、乙二醇的一种或几种；硝酸铂溶液的浓度为.0.77mol/L，硝酸钯溶液的浓度为0.94mol/L ;硝酸铂、硝酸钯与石墨相氮化碳/炭黑复合物的质量比为0.27:0.18:1，水合肼溶液浓度为85wt%，水合肼溶液的质量为贵金属总质量的80?100倍。
【专利摘要】本发明公开了一种石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂及其制备方法。首次使用三聚氰胺为前驱体，在炭黑表面生长石墨相氮化碳，提高了炭黑在酸性电解质中的抗电化学腐蚀性能；再以硝酸铂和硝酸钯为前驱体，水合肼作为还原剂，在石墨相氮化碳修饰的炭黑表面均匀沉积平均粒径为5nm的铂钯合金纳米颗粒，得到石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂，反应条件温和，且无需使用表面活性剂。该催化剂拥有较高的电化学催化活性、稳定性和抗电化学腐蚀性，在直接醇类燃料电池方面具有较好的应用前景和经济效益。
【IPC分类】H01M4/92, H01M4/90, H01M4/88, B82Y30/00
【公开号】CN105244513
【申请号】CN201510629798
【发明人】汪信, 钱华玉, 付永胜, 朱俊武, 张文耀, 张咪, 薛晓东, 邵惠
【申请人】南京理工大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月28日