[发明专利]一种Pt/Fe3O4-CeO2复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种Pt/Fe₃O₄-CeO₂复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

复合纳米材料是指由两种或两种以上物理化学性质截然不同的组分构成的纳米复合体系，各成分间具有相互接触的界面。由于复合材料在纳米体系中集成了性能差异明显的不同组分，并且在纳米尺度上各组分之间产生强相互耦合、协同放大作用，因此复合结构纳米材料不仅具有明显增强的本征性能，而且还表现出许多新奇特性，突破了单一组分材料性能的局限，在新功能材料的研发、新能源的有效利用、环境保护与污染处理、生化医药等重要领域均表现出优异的应用前景。

随着人们对能源需求的逐渐增加，直接燃料电池作为一种清洁、可持续能源已引起人们广泛的研究兴趣。在燃料电池的发展改进过程中，大量工作集中在合成一种对甲醇氧化具有较高催化活性的新型催化剂。考虑到所面临的CO污染问题，Pt基材料催化剂一直被广泛应用。为提高Pt的电催化活性，需要选择一种稳定性好，价格低廉且与Pt存在可能协同效应的基质。CeO₂纳米颗粒由于具有价格低廉和较高的储氧、输氧能力等优点，在不同领域都有广泛应用。尽管CeO₂存在Ce³⁺与Ce⁴⁺的可逆氧化还原反应，但其导电性较弱，催化活性差。对CeO₂纳米粒子进行修饰以提高其导电性进而改善其催化活性十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种Pt/Fe₃O₄-CeO₂复合材料及其制备方法和应用。

本发明是这样实现的，一种Pt/Fe₃O₄-CeO₂复合材料，Pt纳米粒子沉积在包覆Fe₃O₄的CeO₂纳米颗粒表面。

本发明还提供一种Pt/Fe₃O₄-CeO₂复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

将纳米CeO₂分散到水中，浓度为0.10～0.15mol/L，超声震荡，依次向溶液中加入浓盐酸、可溶性Fe³⁺盐和Fe²⁺盐，得混合体系，其中，浓盐酸的质量为水溶液质量的2％，Fe³⁺盐和Fe²⁺盐的摩尔比为2∶1，Fe³⁺盐在体系中的浓度为0.8～1.0mol/L；

向上述混合体系中加入氨水溶液，继续搅拌20～40分钟，获得Fe₃O₄-CeO₂纳米复合材料；

将所述Fe₃O₄-CeO₂纳米复合材料配制成质量浓度为2.0mg/mL～2.5mg/mL的分散液，并与H₂PtCl₄水溶液混合，再加入NaBH₄水溶液，获得所述Pt/Fe₃O₄-CeO₂复合材料。

以及，上述Pt/Fe₃O₄-CeO₂复合材料在电活性物质检测中的应用。