[發(fā)明專利]一種用于燃料電池抗CO中毒的Pt@WN/rGO催化劑有效

申請?zhí)枺?/td>	202210060199.1	申請日：	2022-01-19
公開（公告）號：	CN114447351B	公開（公告）日：	2022-11-18
發(fā)明（設計）人：	王蕾;蔡斌;付宏剛;邢耕宇	申請（專利權）人：	黑龍江大學
主分類號：	H01M4/92	分類號：	H01M4/92;B82Y30/00;B82Y40/00
代理公司：	哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211	代理人：	王芳
地址：	150080 黑龍***	國省代碼：	黑龍江;23
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種用于燃料電池 co 中毒 pt wn rgo 催化劑
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【說明書】：

本發(fā)明公開了一種用于燃料電池抗CO中毒的Pt@WN/rGO催化劑，屬于電催化劑技術領域。本發(fā)明先通過水熱組裝和氮化在氧化石墨烯衍生的石墨烯上形成粒徑較小、分散良好的氮化鎢納米顆粒，再通過硼氫化鈉還原法負載Pt粒子的催化劑。該催化劑為片狀結構，WN與Pt之間的協(xié)同催化作用使得本發(fā)明的催化劑具有優(yōu)異的HOR性能和穩(wěn)定性，而且還有很高的CO耐受性，在存在1000ppm CO的情況下，可以在HOR期間顯示出優(yōu)異的抗CO中毒能力，同時作為膜電極在燃料電池中有很大的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于燃料電池抗CO中毒的Pt@WN/rGO催化劑，屬于電催化劑技術領域。

背景技術

質子交換膜燃料電池(PEMFC)具有較高的能源效率，被認為是有吸引力的下一代技術，有望取代汽車和重型運輸中的傳統(tǒng)內燃機。但是，在將其商業(yè)應用之前，仍需要克服一些技術挑戰(zhàn)，包括開發(fā)用于氫氧化反應(HOR)的低成本高效催化劑。由于對清潔氫的需求不斷增長，預計在未來20年內電解產生的氫的比例將從4％增至20％，但重整制氫仍將是氫市場的最大部分，重整產生的氫氣成本是電解氫的成本的三分之一。

目前，Pt/C催化劑是低pH條件下HOR的最佳選擇，然而，貴金屬成本高昂、結構不穩(wěn)定、抗CO中毒能力差等因素嚴重限制了其應用，如果可以大大提高質子交換膜燃料電池的CO耐受性，則通過使用重整管道氣體或液體燃料(例如甲醇)產生的氫氣，可以持續(xù)降低氫氣的成本，包括運輸，存儲和生產成本，有助于燃料電池應用的商業(yè)化。因此，提供一種低鉑量、高效、穩(wěn)定、抗CO中毒性強的HOR催化劑來解決上述技術問題是十分必要的。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決現有上述技術問題，提供一種用于燃料電池抗CO中毒的Pt@WN/rGO催化劑。

本發(fā)明的技術方案：

一種用于燃料電池抗CO中毒的Pt@WN/rGO催化劑，該催化劑是將氮化鎢顆粒與氧化石墨烯衍生的石墨烯復合后作為催化劑載體，再通過硼氫化鈉還原法在所述的載體上負載Pt金屬顆粒而獲得。

上述用于燃料電池抗CO中毒的Pt@WN/rGO催化劑的制備方法包括以下步驟：

步驟一，將氧化石墨烯和表面活性劑分別加入去離子水中，攪拌并超聲至完全溶解；

步驟二，將步驟一獲得的氧化石墨烯溶液和表面活性劑溶液混合，攪拌24h，離心洗滌，獲得表面活性劑修飾的氧化石墨烯；

步驟三，將鎢源聚合物溶解于去離子水中，攪拌并超聲至完全溶解，加入步驟二獲得的表面活性劑修飾的氧化石墨烯，攪拌24h，獲得反應液，將反應液轉移至水熱反應釜中進行配位反應，反應完成后干燥處理，并在空氣氣氛下預氧化，然后在氨氣氣氛下熱處理，得到氮化鎢負載石墨烯前驅體，簡稱WN/rGO；

步驟四，將WN/rGO加入去離子水中，攪拌并超聲分散至懸浮液，向懸浮液中滴加含鉑溶液，加入氫氧化鈉調節(jié)PH后，加入硼氫化鈉溶液，攪拌2～3h，沉淀、過濾、洗滌得到負載在石墨烯上氮化鎢納米粒子上的鉑電催化劑，簡稱Pt@WN/rGO。

進一步限定，步驟一中表面活性劑為聚乙烯亞胺。

進一步限定，步驟二中氧化石墨烯和表面活性劑的質量比為1:1。

進一步限定，步驟二中離心攪拌轉速為4500r/min。