[發明專利]一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法

在審

• 申請號: 202111602777.1
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114284511A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 李樹文;束軍浩;楊洪蕾
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/92;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法，其特征在于以氮摻雜碳材料(氮摻雜球形碳黑、氮摻雜碳納米管、氮摻雜石墨烯、氮摻雜碳納米角)為載體，利用一種超聲輔助法高效地將硼(B)原子內嵌于鈀(Pd)納米晶格內部進而形成鈀-硼納米合金并以其為催化活性中心，在室溫下宏量合成一種可用作甲醇、乙醇、乙二醇、甘油等直接醇類燃料電池的陽極反應的高活性且耐毒的電催化劑。

2.權利要求1所述的一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備氮摻雜碳材料載體；

(2)將載體超聲分散后，在持續攪拌和超聲條件下滴加Pd前驅體溶液，通過滴加含硼還原劑共還原的方法得到氮摻雜碳材料載體負載鈀-硼納米合金催化劑。

3.如權利要求2所述的一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法，其特征在于，所述步驟(1)的具體步驟為：適量碳材料超聲分散后加入氮源，攪拌均勻后轉移至水熱釜反應，得到氮摻雜碳材料載體。

4.如權利要求2或3所述的一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法，其特征在于，所述步驟(1)提到的氮源可以為尿素、氨水、乙二胺中的任一種。

5.如權利要求2或3所述的一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法，其特征在于，所述步驟(1)提到的碳材料載體可以為球形炭黑、碳納米管、石墨烯、碳納米角中的任一種或多種復合碳材料。

6.如權利要求2所述的一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法，其特征在于，所述步驟(2)的具體步驟為：在持續攪拌和超聲條件下滴加質量分數為7-15％的Pd前驅體溶液，滴加硼質量分數為3-8％的含硼還原劑，在0-100℃條件下反應0.5-3小時，得到氮摻雜碳材料載體負載鈀-硼納米合金催化劑。

7.如權利要求2所述的一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法，其特征在于，所述步驟(2)提到的Pd源可以為氯化鈀、氯鈀酸、氯鈀酸鉀、氯鈀酸鈉、氯鈀酸銨及其它鈀鹽或乙酰丙酮鈀等有機配位化合物中的任一種。

8.如權利要求2所述的一種基于超聲輔助合成直接醇類燃料電池陽極催化劑的方法，其特征在于，所述步驟(2)提到的硼源可以為硼氫化鈉、硼氫化鉀、氨基硼烷及其衍生物、芳基硼烷及其衍生物等含硼還原劑中的任一種。