[發(fā)明專利]用于直接甲醇和甲酸燃料電池的碳載鈀銅氮化鉭納米電催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010440648.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN111628178B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜召;野娜;方濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/86
• 分類號(hào): H01M4/86;H01M4/92;H01M8/1009;H01M8/1011;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

1.一種用于直接甲醇和甲酸燃料電池的碳載鈀銅氮化鉭納米電催化劑，其特征在于：該催化劑為鈀銅氮化鉭為殼、碳為核的核殼型催化劑，分子式為PdCu@TaN/C；該催化劑中的鈀、銅、氮化鉭和導(dǎo)電炭黑組分在催化劑中所占的質(zhì)量百分比分別為3-10％、0-10％、15-70％和15-70％。

2.如權(quán)利要求1所述的用于直接甲醇和甲酸燃料電池的碳載鈀銅氮化鉭納米電催化劑，其特征在于：所述鈀銅氮化鉭均勻分散在載體導(dǎo)電炭黑的表面，催化劑的平均粒徑為3nm，具有優(yōu)越的甲醇和甲酸電催化氧化性能。

3.權(quán)利要求1或2所述的用于直接甲醇和甲酸燃料電池的碳載鈀銅氮化鉭納米電催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)在容器中加入氮化鉭、導(dǎo)電炭黑和乙二醇，放置于磁力攪拌器上攪拌，然后進(jìn)行超聲處理使氮化鉭和導(dǎo)電炭黑在乙二醇中分散均勻，得到混合物A；

2)將氯鈀酸鈉、氯化銅和檸檬酸鈉加入到步驟1)得到的混合物A中，置于磁力攪拌器上攪拌均勻，得到混合物B，其中按照鈀負(fù)載量為3-10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入對(duì)應(yīng)質(zhì)量的氯鈀酸鈉，按照銅負(fù)載量為0-10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入對(duì)應(yīng)質(zhì)量的氯化銅，按照氯鈀酸鈉質(zhì)量的8～10倍加入還原劑檸檬酸鈉；

3)將步驟2)得到的混合物B升溫至100-130℃攪拌2-6h，其中氯鈀酸鈉和氯化銅分別被還原為金屬鈀和銅，得到固液混合物，然后冷卻至室溫；

4)將冷卻至室溫后的固液混合物用去離子水和無水乙醇洗滌至無乙二醇、鈉離子以及氯離子殘留，放入60～80℃的烘箱中干燥6～12h，經(jīng)研磨得到用于直接甲醇和甲酸燃料電池的碳載鈀銅氮化鉭納米電催化劑。

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：

步驟(1)所述氮化鉭和導(dǎo)電炭黑的質(zhì)量比2:1，氮化鉭和乙二醇量的關(guān)系按照每4mg氮化鉭對(duì)應(yīng)1mL乙二醇。

5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中磁力攪拌器上攪拌的時(shí)間為15～30min，步驟(1)中超聲處理的時(shí)間為60-120min。

6.如權(quán)利要求1所述的碳載鈀銅氮化鉭納米電催化劑的應(yīng)用，其特征在于：所述催化劑作為直接甲醇燃料電池和直接甲酸燃料電池的陽(yáng)極和陰極電催化劑。