[發明專利]一種導電聚合物多金屬氧酸鹽復合鉑催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201810317306.8
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108435252A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 賈殿贈;師紅麗;王瑞英
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J27/19;B01J31/18;B01J37/34;B01J32/00;H01M4/88
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本發明提供一種導電聚合物多金屬氧酸鹽復合鉑催化劑的制備方法，該方法將還原氧化石墨烯（rGO）作為催化劑載體，以導電聚合物多金屬氧酸鹽聚吡咯鉬磷酸鹽（(PPy)₃PMo₁₂O₄₀）為修飾劑，以氯鉑酸為鉑源，乙二醇為還原劑制備導電聚合物多金屬氧酸鹽復合鉑催化劑Pt/(PPy)₃PMo₁₂O₄₀/rGO。該類復合催化劑既具有良好的抗一氧化碳中毒性能又具有良好的導電性，因而對甲醇氧化具有促進作用，是一類具有潛在應用前景的直接甲醇燃料電池催化劑。

技術領域

本發明涉及一種導電聚合物多金屬氧酸鹽復合鉑催化劑的制備方法。

背景技術

由于化石燃料的逐漸枯竭以及環境問題的加劇，促使人們積極尋求可再生能源及清潔能源。直接甲醇燃料電池（DMFCs）由于其燃料易于儲存，能量密度高，污染物排放低以及電池結構簡單等特點，成為潛在的可持續綠色能源。鉑基（Pt基）催化劑是DMFC的優良陽極催化劑，但由于Pt 價格昂貴，儲量少，且易受一氧化碳（CO）中毒，使DMFC的實際應用受到阻礙。因此，如何提高Pt催化劑的抗CO中毒性能、穩定性和電催化活性對DMFC的發展至關重要。

多金屬氧酸鹽（POMs）是由過渡金屬和氧形成的一類含有氧橋的多核混合價態化合物，具有獨特的結構和性質。Keggin型多金屬氧酸鹽（如PMo₁₂O₄₀^3?）由于其優良的氧化還原性質可用于一系列催化氧化反應。有研究表明，在DMFC的陽極電催化劑中引入多金屬氧酸鹽，可充當氧化劑，將中間產物CO轉化成無毒的CO₂，從而阻止催化劑CO中毒失活。氧化過程如下所示：

CO(g) + H₂O(l) + PMo₁₂O₄₀^3?(aq) → CO₂(g) + 2H⁺(aq) + PMo₁₂O₄₀^5?(aq) (1)

此外，多金屬氧酸是優秀的無機構筑塊，與不同有機體結合，可形成具有新型功能特性的有機-無機雜化多金屬氧酸鹽材料，兼具有機和無機基塊的性能， 衍生出許多單個分子所不具備的新性質。

導電聚合物由許多具有共軛π鍵聚合的單體組成，具有比表面積大、穩定性強、導電率高等特點，被認為是較為理想的電極材料。在眾多導電聚合物中，聚吡咯（PPy）因其高的電導率、氧化還原性能、環境穩定性以及易于制備等優點成為近年來的研究熱點。若將聚吡咯作為有機配體與多金屬氧酸鹽結合制備聚吡咯多金屬氧酸鹽，可兼具多金屬氧酸陰離子與聚吡咯有機陽離子的優點。

因此，將還原氧化石墨烯作為催化劑載體，將導電聚合物多金屬氧酸鹽作為修飾劑，構筑新型Pt/導電聚合多金屬氧酸鹽/還原氧化石墨烯復合催化劑材料，可望改善Pt基催化劑的抗CO中毒性能、導電性、穩定性，從而有效提高催化劑的甲醇氧化電催化活性，為DMFC催化劑的開發和應用提供有益借鑒。

發明內容

一種導電聚合物多金屬氧酸鹽復合鉑催化劑的制備方法。

本發明涉及一種導電聚合物多金屬氧酸鹽復合鉑催化劑，其成分為鉑/聚吡咯鉬磷酸鹽/還原氧化石墨烯（(PPy)₃PMo₁₂O₄₀），合成步驟包括以下幾步。