[发明专利]制备高催化活性Pt/CNTs材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Pt基催化剂材料的方法，属于纳米无机材料及电化学材料领域。

背景技术

Pt基催化剂在电化学领域有着十分广泛的应用，尤其是在直接甲醇燃料电池中，受到众多科研工作者的重视。随着21世纪经济的不断发展，能源瓶颈问题愈发变得突出，对新能源的研究也变的愈发紧迫，直接甲醇燃料电池拥有结构简单、比能量密度高、燃料补充方便等优点，也愈发受到关注，具有高效催化活性、制备简单、成本较低的Pt催化剂材料，理所当然受到重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备高催化活性Pt/CNTs材料的方法，以解决现有技术中存在的上述问题，本发明利用一种简单可行的操作方法，将金属Pt负载在碳纳米管（CNTs）上，得到具有高催化活性的Pt/CNTs催化剂材料。该方法操作简单，原始碳纳米管物理性能优异，所制备的催化剂中，Pt粒子大小比较均一，在碳纳米管表面分布均匀，具有良好的热稳定性，并具有优异的催化活性。

一种制备高催化活性Pt/CNTs材料的方法，Pt/CNTs材料的制备包括如下步骤：

采用碳纳米管作为催化剂载体，按质量比例为1:1~4:1称量一定量的碳纳米管和有机金属铂化合物，然后进行混匀，再进行加热，加热时间为10~30秒钟，加热温度为250~400℃，使有机金属铂化合物在碳纳米管表面受热分解，形成具有催化活性的Pt粒子，均匀负载在碳纳米管表面，得到Pt/CNTs催化剂材料。

本发明优选碳纳米管和有机金属铂化合物混匀后的加热时间为15~18秒钟，加热温度为265～400℃。

本发明优选的加热方法为微波固相-蒸气反应方法。

本发明碳纳米管为单壁纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的任意一种或任意几种混合物。

本发明优选的一种简单、高效制备高催化活性Pt/CNTs材料的方法，将按比例称量的碳纳米管和有机金属铂化合物的混合物放入玻璃样品瓶中混合均匀，将样品瓶放入微波炉内微波加热处理。由于碳纳米管吸收微波迅速升温，有机金属铂化合物在碳纳米管表面受热分解，形成具有催化活性的Pt粒子，均匀负载在碳纳米管表面，得到Pt/CNTs催化剂材料。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

在制备Pt/CNTs催化剂材料过程中采用简单、高效的加热技术，操作方法非常简单新颖可行，在碳管表面，有机金属铂化合物受热完全分解，金属利用率极高，有利于降低成产成本，得到的活性Pt粒子大小均一，并且在碳纳米管载体表面分布均匀，具有优秀的催化活性。

附图说明

图1是本发明实施例一制备的Pt/MWCNTs材料的高倍透射电子显微镜（HR-TEM）数据。

图2是本发明实施例一制备的Pt/MWCNTs材料的X射线能谱（EDS）分析图。

图3是本发明实施例一制备的Pt/MWCNTs材料的X射线衍射（XRD）衍射图。

图4是本发明实施例二制备的Pt/MWCNTs材料的高倍透射电子显微镜（HR-TEM）数据。

图5是本发明实施例三制备的Pt/MWCNTs材料的高倍透射电子显微镜（HR-TEM）数据。

图6是本发明实施例四制备的Pt/MWCNTs材料的高倍透射电子显微镜（HR-TEM）数据。

具体实施方式

结合附图实验数据，对本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

本实施例制备高催化活性Pt/CNTs材料的方法：按质量比2:1称量80mg多壁碳纳米管、40mg乙酰丙酮铂，放在玻璃样品瓶中混合均匀。将样品瓶放入微波炉内微波处理15秒钟，加热温度为265℃，由于多壁碳纳米管吸收微波迅速升温，乙酰丙酮铂在碳纳米管表面受热分解，得到具有催化活性的Pt/WMCNTs材料。由于多壁碳纳米管吸收微波迅速升温，乙酰丙酮铂在多壁碳纳米管表面受热分解，形成具有催化活性的Pt粒子，均匀负载在多壁碳纳米管表面，得到Pt/WMCNTs催化剂材料。