[發(fā)明專利]一種Pt/Au/PdCo/C催化劑及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110421469.9
• 申請(qǐng)日: 2011-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN103165914A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫公權(quán);唐琪雯;姜魯華;姜黔;其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): H01M4/92
• 分類號(hào): H01M4/92;B01J23/89;H01M4/86
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種Pt/Au/PdCo/C催化劑，其特征在于：

催化劑為碳載的金屬核殼結(jié)構(gòu)，催化劑中的金屬以PdCo合金為核，以位于表面的Pt為殼，Au位于Pt殼與PdCo核之間，催化劑中金屬質(zhì)量占總質(zhì)量的12-46％；其中Pd和Co的摩爾比為5∶1-1∶1；Pd和Au的摩爾比為5∶1-12∶1；Pd和Pt的摩爾比為10∶1-20∶1。

2.一種權(quán)利要求1所述催化劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟，

(1)合金化PdCo/C的制備

a.于去離子水中加入PdCl₂和/或Pd(NO₃)₂，同時(shí)加入Co(NO₃)₂、CoCl₂、CoBr₂、CoSO₄、Co(COOH)₂中的一種或兩種以上形成混合物，攪拌使之混合均勻，之后于混合液中加入碳載體，并超聲分散至混合液均勻；

b.于上述步驟(1)a所得混合液中滴加檸檬酸鈉水溶液，并在攪拌的條件下逐滴滴加NaBH₄水溶液，靜置后過濾得固體物質(zhì)，之后采用去離子水對(duì)所得固體物質(zhì)進(jìn)行洗滌，并將洗滌后所得物質(zhì)置于真空烘箱中干燥，得PdCo/C；

c.將步驟(1)b所得PdCo/C于氫氣和惰性氣體混合氣中進(jìn)行熱處理，得合金化PdCo/C；

(2)Pt/Au/PdCo/C催化劑的制備

a.于乙醇中，加入上述步驟(1)c所得合金化PdCo/C，攪拌使之混合均勻后加入Nafion乳液，并超聲分散至混合液均勻；

b.移取上述步驟(2)a所得混合液，并涂覆于玻碳電極表面作為工作電極，Pt絲為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極；

c.將上述步驟(2)b所得工作電極置于H₂SO₄和CuSO₄混合溶液中在350-520mV的沉積電位下維持1-300s，然后將電極浸入H₂SO₄和HAuCl₄混合溶液中并靜置1-10min進(jìn)行置換反應(yīng)，再用去離子水將電極清洗干凈；

d.將上述步驟(2)c所得工作電極置于H₂SO₄和CuSO₄混合溶液中在350-520mV的沉積電位下維持1-300s，然后將電極浸入H₂SO₄和K₂PtCl₄混合溶液中并靜置1-10min進(jìn)行置換反應(yīng)，再用去離子水將電極清洗干凈，即得到Pt/Au/PdCo/C催化劑。

3.如權(quán)利要求2所述催化劑的制備方法，其特征在于：

步驟(1)a中所述混合物中Pd²⁺和Co²⁺的摩爾比為5∶1-1∶1；所述混合物中Pd²⁺的濃度為10-100mmol?L^-1。

4.如權(quán)利要求2所述催化劑的制備方法，其特征在于：

步驟(1)中所述合金化PdCo/C中的金屬質(zhì)量占總質(zhì)量的10-40％。

5.如權(quán)利要求2所述催化劑的制備方法，其特征在于：

步驟(1)b中所述檸檬酸鈉水溶液的濃度為10-50mmol?L^-1，用量為10-50mL；所述NaBH₄水溶液的濃度為10-100mmol?L^-1，用量為10-50mL；所述真空干燥時(shí)間為5-20小時(shí)。

6.如權(quán)利要求2所述催化劑的制備方法，其特征在于：

步驟(1)c中所述惰性氣氛為氬氣、氦氣、氮?dú)庵械囊环N或二種以上的混合物；所述氫氣體積占?xì)怏w總體積的1-10％；所述熱處理溫度為200-600℃；所述熱處理時(shí)間為1-3h。

7.如權(quán)利要求2所述催化劑的制備方法，其特征在于：

步驟(2)a中所述PdCo/C于乙醇中的濃度為0.5-5mg?mL^-1；所述Nafion與PdCo/C的質(zhì)量比為1∶10-1∶1。