[發(fā)明專利]一種Pt@Pd納米線的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810221775.X
• 申請日: 2018-03-18
• 公開（公告）號: CN108654603A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 啟東創(chuàng)綠綠化工程有限公司
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01J35/00;B01J37/34;H01M4/92
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本發(fā)明公開了一種Pt@Pd納米線的制備方法：將PVP和Na₂PdCl₄溶于甲醇中，加入去離子水，通氮?dú)猓偻ㄈ隒O氣體15?25min，反應(yīng)6?7h，加入丙酮，用硫酸溶液調(diào)節(jié)pH為1.5?2.0，離心洗滌，干燥得Pd納米線；將修飾好的Pd納米線的電極放在氮?dú)怙柡偷腍₂SO₄溶液中，活化30?40min，然后轉(zhuǎn)移到由氮?dú)怙柡偷腍₂SO₄和CuSO₄組成的混合溶液中，沉積2?3h，迅速轉(zhuǎn)移至由H₂PtCl₄和H₂SO₄組成的混合溶液中，靜置40?50min，重復(fù)以上步驟三次即得。該方法制備的Pt@Pd納米線具有較高的電催化活性和穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Pt@Pd納米線的制備方法。

背景技術(shù)

低溫質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）具有能量轉(zhuǎn)化效率高、潔凈無污染等優(yōu)點(diǎn)，已受到廣泛關(guān)注，但由于其陰極氧還原固有的緩慢的動力學(xué)，且需要使用大量的鉑催化劑，導(dǎo)致電池成本高昂，嚴(yán)重制約了燃料電池的商業(yè)化發(fā)展。傳統(tǒng)的氧還原催化劑主要為負(fù)載到導(dǎo)電碳材料上的零維Pt納米粒子（Pt/C），但這種小尺寸（2~5nm）的零維納米顆粒催化劑因其表面能較高易發(fā)生聚集。同時，在苛刻的電池運(yùn)行條件下，易發(fā)生催化劑納米顆粒溶解、碳支撐載體腐蝕等現(xiàn)象，導(dǎo)致貴金屬鉑的流失，嚴(yán)重影響了催化劑的耐久性。一維納米結(jié)構(gòu)催化劑由于固有的結(jié)構(gòu)特征，對于解決燃料電池催化劑的耐久性有著誘人的前景。首先，相對于零維納米結(jié)構(gòu)，一維納米結(jié)構(gòu)具有更少的晶格缺陷，抗氧化性強(qiáng)，其結(jié)構(gòu)的各向異性減少了晶粒邊界的數(shù)量和粒子間隙的數(shù)目，利于電子傳輸和傳質(zhì)，提高了導(dǎo)電性；其次，一維納米結(jié)構(gòu)催化劑作為自支撐催化劑，不需要活性炭作為支撐，避免了碳載腐蝕造成的鉑流失；最后，一維納米結(jié)構(gòu)催化劑可以避免納米顆粒的聚集、遷移或流失的弊端，較好地保持催化劑的一維形貌，具有更高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，一維納米結(jié)構(gòu)電催化劑受到了越來越多的重視。近年來，一些研究表明Pt、Pd納米線，納米管等一維催化劑與商業(yè)化Pt/C納米顆粒催化劑相比，不僅具有更高的催化活性，催化劑的耐久性也得到了顯著提高。越來越多的課題組通過對一維催化劑的電子結(jié)構(gòu)和幾何結(jié)構(gòu)的調(diào)控制備了高穩(wěn)定性和低成本催化劑，包括通過組分調(diào)控（添加Cu、Au、Ni等元素）制備二元或三元納米線和納米管以及表層富鉑的一維納米催化劑、通過結(jié)構(gòu)調(diào)控制備不同尺寸的中空結(jié)構(gòu)一維納米催化劑等。目前，燃料電池需要負(fù)載大量金屬鉑以加快陰極氧還原動力學(xué)，鉑作為一種貴金屬，資源稀缺，價格昂貴，嚴(yán)重限制了燃料電池的商業(yè)化發(fā)展。此外，電催化反應(yīng)為表面過程，只有表面或者近表面的原子才有可能被利用，表層富鉑核殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計既可以降低Pt的用量，又可以通過電子或幾何效應(yīng)改善催化劑的活性和穩(wěn)定性，制備高性能“低鉑載量”的燃料電池催化劑。核殼結(jié)構(gòu)催化劑的制備方法有很多，主要包括：一種金屬沉積到另一種作為核的金屬上；選擇性去除有序合金中的一種元素；熱處理使有序合金中的一種元素分離至表面或中心處等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Pt@Pd納米線的制備方法。

本發(fā)明通過下面技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：