[發(fā)明專利]一種具有氨基修飾的Pd/TiO2/C納米復(fù)合催化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410256877.7
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104043451A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李巧霞;曹曉璐;蔣昆;王龍龍;王亞駿;蔡文斌
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;H01M4/92
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;馬文峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有氨基修飾的Pd/TiO₂/C納米復(fù)合催化劑的制備方法，即采用APTMS修飾，不僅制備方法簡單而且對CH₃CH₂OH的催化活性有了很大的提高，并可直接用做直接乙醇燃料電池陽極催化劑。

背景技術(shù)

能源是社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，伴隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類對能源的開發(fā)利用也日益增長，現(xiàn)有的能源越來越不能滿足人類的需求，能源危機(jī)日益突出，嚴(yán)重威脅著人類的生存和發(fā)展。因此，發(fā)展清潔、高效、可持續(xù)的新能源動力已經(jīng)成為全世界的熱點問題。

直接乙醇類燃料電池（DAEFCs）因其具有理論能量密度高、綠色環(huán)保、安全便攜的特點，有望大規(guī)模應(yīng)用于電動汽車和移動電子器件[1]。但是乙醇發(fā)生完全氧化生成CO₂是一個12電子轉(zhuǎn)移過程，并且涉及到C-C鍵的斷裂，而C-C鍵發(fā)生斷裂需要很高的活化能，與此同時，在乙醇分子發(fā)生解離吸附的過程中，會產(chǎn)生一些強(qiáng)吸附性中間產(chǎn)物，覆蓋催化劑表面活性位，易使催化劑中毒，降低催化活性。因此，提高乙醇電氧化活性及穩(wěn)定性的關(guān)鍵在于研制高效廉價的電催化劑。

一般Pt是公認(rèn)的醇類電化學(xué)氧化最好的催化劑，但是由于Pt儲量有限，價格昂貴，使得燃料電池催化劑的成本居高不下[2]。最近研究表明，Pd金屬在堿性條件下對乙醇具有更高催化氧化活性，且Pd在我國儲量豐富，較為便宜，因此開發(fā)含Pd催化劑具有很好實際應(yīng)用價值[3]。在催化劑的制備過程中，為了提高貴金屬（如Pt、Pd）的分散度，增加催化劑的利用率，貴金屬一般被負(fù)載在各類載體上（如Vulcan?XC-72）。近幾年來，過渡金屬氧化物TiO₂也被引入燃料電池催化劑中，TiO₂的加入不但可以降低貴金屬的含量，而且可以與貴金屬之前形成協(xié)同效應(yīng)，提高抗CO中毒能力，增加催化劑的催化活性。然而據(jù)文獻(xiàn)報道，對于復(fù)合催化劑的制備通常采用傳統(tǒng)的液相NaBH₄還原法，此方法雖然簡單，但是由于NaBH₄的還原性極強(qiáng)，使制備的復(fù)合催化劑中貴金屬粒子極易發(fā)生團(tuán)聚，大大降低其分散性，相應(yīng)的催化活性也隨之降低[4-6]。因此，通過一種簡單的氨基修飾方法，對傳統(tǒng)的液相NaBH₄還原法進(jìn)行改進(jìn)，不僅可以提高復(fù)合催化劑中金屬粒子的分散性，同時對乙醇電氧化具有較好的催化效果，那么其商業(yè)化的意義重大，本發(fā)明將解決此問題。

參考文獻(xiàn)：

[1].Claudio?Bianchini?and?Pei?Kang?Shen.?Palladium-based?electrocatalysts?for?alcohol?oxidation?in?half?cells?and?in?direct?alcohol?fuel?cells?[J].?Chem.?Rev.?2009,?109,?4183–4206.

[2].Qing?Lv,?Min?Yin,?Xiao?Zhao?et?al.?Promotion?effect?of?TiO₂?on?catalytic?activity?and?stability?of?Pt?catalyst?for?electrooxidation?of?methanol?[J].?J.?Power?Sources.?2012,?218,?93-99.

[3].Xiao-Ming?Wang,?Yong-Yao?Xia.?The?influence?of?the?crystal?structure?of?TiO2?support?material?on?Pd?catalysts?for?formic?acid?electrooxidation?[J].Electrochim.?Acta.?2010,?55,?851–856.

[4].Lioz?Etgar,?Wei?Zhang,?Stefanie?Gabriel?et?al.?High?Efficiency?Quantum?Dot?Heterojunction?Solar?Cell?Using?Anatase?(001)?TiO2?Nanosheets?[J].?Adv.?Mater.?2012,?24,?2202–2206.