[发明专利]一种甲醇电化学氧化用炭载纳米钯催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种甲醇电化学氧化用炭载纳米钯催化剂的制备方法。该方法包括在乙二醇中依次加入活性炭和PdCl₂水溶液，并通过加入KOH水溶液调节反应体系至碱性后，使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜在180℃下制备炭载纳米钯催化剂。通过透射电镜表征了炭载纳米钯催化剂中钯纳米粒子的形貌。运用循环伏安法评价了炭载纳米钯催化剂电化学氧化甲醇的活性。

技术领域

本发明涉及一种甲醇电化学氧化用炭载纳米钯催化剂的制备方法，属于燃料电池材料科学技术领域和电催化剂技术领域。

背景技术

因为甲醇燃料具有能量密度高，能量效率高和便于运输和储存的优点，直接甲醇燃料电池在便携式电源装置和电动车中具有广阔的潜在应用前景。直接甲醇燃料电池的阳极反应是甲醇电化学氧化反应是一个涉及到六个电子转移的复杂反应。目前，对甲醇电化学氧化具有最好催化活性的Pt催化剂仍然是人们的主要研究对象之一。但是，受到传统Pt催化剂价格昂贵且资源匮乏的制约，直接甲醇燃料电池很难实现大规模的商业化应用。考虑到Pd催化剂的价格优势，以及其在工业生产中的广泛应用，且Pd在元素周期表中与Pt同族，Pd及Pd 基纳米复合催化剂对甲醇电化学氧化的研究引起了越来越广泛的关注。

Yan-Yu Liang和Yingliang Liu研究课题组用还原法制备负载型纳米Pd催化剂并研究了其对甲醇电化学氧化的活性[Zhi-Peng Sun，Xiao-Gang Zhang，Yan-Yu Liang，Hu-Lin Li，Highly dispersed Pd nanoparticles on covalent functional MWNT surfacesfor methanol oxidation in alkaline solution，Electrochemistry Communications11(2009)557-561；Zhi-Peng Sun，Xiao-Gang Zhang，Rui-Li Liu，Yan-Yu Liang，Hu-LinLi，A simple approach towards sulfonated multi-walled carbon nanotubessupported by Pd catalysts for methanol electro-oxidation，Journal of PowerSources 185(2008)801-806；Changwei Xu，Liqiang Cheng，Peikang Shen，YingliangLiu， Methanol and ethanol electrooxidation on Pt and Pd supported on carbonmicrospheres in alkaline media，Electrochemistry Communications 9(2007)997-1001]。Shujing Guo等报道了一种静电自组装和原位还原的方法制备石墨烯负载纳米Pd催化剂及其对甲醇的电化学氧化活性[Shujing Guo，Shuwen Li，Tengyue Hu，Galian Gou，Ren Ren，Jingwei Huang，Miao Xie，Jun Jin，Jiantai Ma， Graphene decorated with Pdnanoparticles via electrostatic self-assembly：A highly active alcoholoxidation electrocatalyst，Electrochimica Acta 109(2013)276-282]。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲醇电化学氧化用炭载纳米钯催化剂的制备方法，该方法具有制备工艺简单，实验重现性高的特点，对其它纳米催化剂的合成有一定的借鉴意义。

本发明提供的甲醇电化学氧化用炭载纳米钯催化剂的制备方法的具体步骤如下：

(1)在100ml的烧杯中分别加入48mg Vulcan XC-72R活性炭、2ml 0.0564M PdCl₂水溶液和80ml乙二醇；