[发明专利]一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂，其特征在于：通过溅射铝-Ti/W/Mo-铂/钯合金薄层，然后选择性腐蚀去除活性组元铝，所释放的过渡金属Ti/W/Mo组元原位与电解液中含氧物种结合形成氧化物纳米团簇，并与释放的贵金属铂（钯）原子原位结合、附着、嵌合，分布均匀，最终形成一种氧化物原位增强铂(钯)纳米结构复合电催化剂，Ti/W/Mo与铂/钯比例为1:10-10:1。

2.根据权利要求1所述的一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂，其特征在于：所述的Ti/W/Mo组元为钛，钨，钼中的任何一种或两/三种的组合。

3.一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂的制备方法，其特征在于按照如下步骤进行：

（1）通过磁控溅射工艺制得铝-Ti/W/Mo-铂/钯合金，其中，所用磁控溅射靶材是铝靶为基材，在其上沿磁控溅射工作过程中的磁力线方向，均匀植入或镶嵌Ti/W/Mo丝/棒和铂/钯丝/棒，两者交替等距间隔分布；沉积合金薄膜的基底材料为耐腐蚀性刚性金属、无机硅酸盐或者硼酸盐玻璃、单/多/非晶硅片；磁控溅射镀膜的电压为200-700V，电流为0.2-10A，溅射时间约为20min-10h，腔室内真空度10³-10⁵Pa，基片温度控制在30-200^oC；获得铝含量超过80%的铝-Ti/W/Mo-铂/钯合金薄膜，厚度为10nm-1mm。

4.（2）将溅射好的负载铝-Ti/W/Mo-铂/钯合金薄膜的基片放置于选择性腐蚀合金薄膜中铝元素的腐蚀溶液中浸泡或者反复冲洗，直到基片表面颜色为银灰色的合金薄膜完全腐蚀消失，得到的微小固体不溶物在溶液中悬浮或者沉淀于底部；腐蚀过程所选用溶液温度为20-90^oC；

（3）将获得的微小固体不溶物在去离子水中反复清洗、离心、收集、蒸干，最终得到黑色固体粉末Pt(Pd)/Ti(W/Mo)-O_X的氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合电催化剂；

（4）将所制备的黑色粉末与碳纳米颗粒以质量比为1:1混合，超声分散均匀于乙醇中制得催化剂ink，负载于玻璃碳电极或者碳纸表面，获得牢固结合的测试电极；所用碳纳米颗粒为Vulcan-72R纳米导电碳黑。

5.根据权利要求2所述的一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的磁控溅射用靶材为镶嵌或合金靶材，其中靶材基体为铝，在其上沿工作过程中磁力线方向均匀镶嵌Ti/W/Mo丝/棒和铂/钯丝/棒，两者均匀间隔分布；铝靶纯度为95-99.9%，Ti/W/Mo丝/棒和铂/钯丝/棒的纯度为98-99.9%。

6.根据权利要求2所述的一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的磁控溅射靶材是铝靶为基材，所用铝靶材为圆盘状，直径为30-100mm，厚度为3-10mm；沿磁控溅射时磁力线密集区域的环状区域均匀植入的Ti/W/Mo丝直径为1-5mm，与Ti/W/Mo丝间隔均匀植入的铂/钯丝直径为0.5-3mm；所获得合金薄膜中成分比例利用所植入Ti/W/Mo和铂/钯丝的直径大小及密度来控制；所用Ti/W/Mo和铂/钯丝的长度贯穿整个铝靶材厚度。

7.根据权利要求2所述的一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）沉积合金薄膜的基底材料为铜，钛，镍钛，玻璃。

8.根据权利要求2所述的一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）选择性腐蚀合金薄膜中的铝元素的腐蚀溶液选用高浓度的碱性溶液或经过氧气饱和的酸性溶液，其中碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾，浓度为10-40%；经过氧气饱和的酸性溶液为盐酸或硫酸，浓度为5-20%。

9.根据权利要求2所述的一种Ti/W/Mo氧化物原位增强铂/钯纳米结构复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的铝-Ti/W/Mo-铂/钯合金薄膜，厚度为100nm-100μm。