[發(fā)明專利]一種利用電鍍-置換制備Pd-Fe-Co-B復(fù)合膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710487487.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN107400911B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉濤;杜榮斌;周峰;夏宏宇;王偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安慶師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C25D3/56
• 分類號(hào): C25D3/56;C23C18/42;C23C28/02
• 代理公司: 合肥市長(zhǎng)遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 段曉微;葉美琴

本專利公開了一種利用電鍍?置換制備Pd?Fe?Co?B復(fù)合膜的方法，包括以下步驟：以甲基丁基氯化咪唑(BMIMCl)，含鐵離子液體(BMIMFeCl₃)，含鈷離子液體BMIMCoCl₃，抗壞血酸，己二酸，糖精鈉，四硼酸鈉(Na₂B₄O₇)作為電鍍?cè)希谧香~片上進(jìn)行電鍍，得到Fe?Co?B合金鍍件；然后將此鍍件放入氯化鈀水溶液中浸泡一段時(shí)間，通過(guò)置換反應(yīng)制得的Pd?Fe?Co?B復(fù)合膜，屬于非晶多孔功能表面復(fù)合材料，有較高的電催化活性和化學(xué)穩(wěn)定性。該方法具有操作簡(jiǎn)單，可重復(fù)性高，成本較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用電鍍-置換制備Pd-Fe-Co-B復(fù)合膜的方法，屬于合金催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于非毒，易燃和可通過(guò)再生生物質(zhì)資源生產(chǎn)，乙二醇(EG)被認(rèn)為是直接醇燃料電池的良好潛在燃料因此，開發(fā)直接乙二醇燃料電池(DEGFC)的高效電催化劑具有重要意義。在過(guò)去幾年中，Pd基電催化劑引起了廣泛的關(guān)注。與鉑相比，Pd在催化過(guò)程中抗中毒能力較好，且價(jià)格僅為Pt的一半，在燃料電池領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。如何進(jìn)一步提高Pd的催化性能是Pd能替換Pt催化劑的關(guān)鍵。近來(lái)，在Pd體系中添加一些金屬，如Fe，Co，Cu和Ni已被證明對(duì)電催化活性有很大的協(xié)同效應(yīng)。Pd基合金有利于分子解吸，具有高的表面能，使表面原子具有高的活性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三元合金催化劑如PdCuBi，PdAuNi等可以改善了Pd基雙金屬催化劑的性能。在許多三元金屬Pd基合金催化劑中，F(xiàn)e 和Co作為添加元素受到極大的關(guān)注。據(jù)報(bào)道，三金屬PdFeCo合金電催化劑在氧還原反應(yīng)中具有更好的電催化活性。同時(shí)，一些非金屬的摻雜也能夠促進(jìn)Pd 的催化性能。如B的加入可提高Pd催化劑對(duì)甲酸氧化的電催化活性及穩(wěn)定性。通過(guò)引入金屬和非金屬，不僅增加了Pd基電催化劑表面積，而且使表面金屬晶格收縮或?qū)ζ潆娮咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改性，這將有利于提高金屬的電催化性能。同時(shí)，控制Pd基電催化劑的原子組成也在電子和表面幾何結(jié)構(gòu)的微調(diào)中起著至關(guān)重要的作用，進(jìn)而提高其電催化性能。將這些元素復(fù)合地添加到Pd中，有望獲得更好的催化性能。但由于制備困難，關(guān)于在Pd中進(jìn)行四元或四元以上復(fù)合膜的報(bào)道還很少。

本發(fā)明首先利用電鍍獲得Fe-Co-B鍍層，再通過(guò)電置換反應(yīng)制備Pd-Fe-Co-B 復(fù)合膜，所得具有良好的導(dǎo)電性以及催化活性，且工序簡(jiǎn)單環(huán)保，是一種較有發(fā)展前途的多元Pd基復(fù)合膜制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)中提出的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種制備Pd-Fe-Co-B復(fù)合膜的方法。該方法的目的在于通過(guò)電鍍-置換法實(shí)現(xiàn)向Pd中添加非貴金屬Fe、Co和非金屬B，形成具有良好催化性能和使用價(jià)值的Pd-Fe-Co-B復(fù)合膜，同時(shí)提供一種工藝簡(jiǎn)單的生產(chǎn)方法。

本發(fā)明提出的一種利用電鍍-置換制備Pd-Fe-Co-B復(fù)合膜的方法，在電鍍槽中，加入甲基丁基氯化咪唑(BMIMCl)，含鐵離子液體(BMIMFeCl₃)，含鈷離子液體BMIMCoCl₃，抗壞血酸，己二酸，糖精鈉以及四硼酸鈉Na₂B₄O₇作為電鍍?cè)希谧香~片上進(jìn)行電鍍，得Fe-Co-B合金鍍件；在置換反應(yīng)容器中加入氯化鈀水溶液作為置換液，把Fe-Co-B合金鍍件放入置換液中浸泡一段時(shí)間，制得Pd-Fe-Co-B復(fù)合膜。

優(yōu)選地，F(xiàn)e-Co-B電鍍液按質(zhì)量體積比計(jì)的組分組成：BMIMCl：10-50g/L，BMIMFeCl₃：15-30g/L，BMIMCoCl₃：10-20g/L，己二酸(穩(wěn)定劑)：8-15g/L，抗壞血酸：0-3g/L，四硼酸鈉Na₂B₄O₇：0-6g/L，糖精鈉：0-3g/L。