[发明专利]一种三元合金纳米催化剂及其制备方法与应用在审
申请号: | 201810073652.6 | 申请日: | 2018-01-25 |
公开(公告)号: | CN108417851A | 公开(公告)日: | 2018-08-17 |
发明(设计)人: | 任祥忠;林森;李永亮;邓立波;张培新 | 申请(专利权)人: | 深圳大学 |
主分类号: | H01M4/90 | 分类号: | H01M4/90;B82Y30/00;B82Y40/00 |
代理公司: | 深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙) 44268 | 代理人: | 王永文;刘文求 |
地址: | 518060 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 纳米催化剂 三元合金 蜂窝碳 共掺杂 氮硫 制备 氧还原催化活性 非贵金属元素 三元金属合金 乙二醇混合液 混合溶液中 钨酸铵溶液 循环稳定性 乙二醇溶液 超声分散 惰性氛围 去离子水 铜盐溶液 预先配置 钯盐溶液 贵金属 弱碱性 煅烧 尿素 洗涤 保温 应用 | ||
1.一种三元合金纳米催化剂的制备方法,其特征在于,包括步骤:
(1)、分别配置钯盐溶液、铜盐溶液和钨酸铵溶液;
(2)、将氮硫共掺杂蜂窝碳,放入尿素与去离子水混合溶液中并超声分散,得到包含氮硫共掺杂蜂窝碳的混合溶液A;
(3)、按照预定好的Pd、Cu、W摩尔比x:y:z,将预先配置好的钯盐溶液、铜盐溶液和钨酸铵溶液在搅拌下滴入步骤(2)混合溶液A中,继续搅拌2-4h,待充分混合得到混合溶液B;
(4)、将步骤(3)的混合溶液B转移进三口烧瓶中,搭建冷凝回流装置,继续搅拌,温度升至80-100℃油浴保温0.5-1.5h;待冷却至室温,接着加入乙二醇,搅拌条件下温度升至120℃-140℃反应4-12h;
(5)、反应结束,得到含有PdxCuyWz纳米三元金属合金的混合液;将含有PdxCuyWz纳米三元金属合金的混合液进行离心分离,并洗涤沉淀至中性,之后真空干燥,最后在惰性气体氛围中高温煅烧,得到氮硫共掺杂蜂窝碳负载的PdxCuyWz三元合金催化剂,其中,x>0,y>0,z>0。
2.根据权利要求1所述的三元合金纳米催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,钯盐为氯化钯、硝酸钯或乙酸钯。
3.根据权利要求1所述的三元合金纳米催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,铜盐为氯化铜、硝酸铜、乙酸铜或硫酸铜。
4.根据权利要求1所述的三元合金纳米催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述超声分散的时间为30 min。
5.根据权利要求1所述的三元合金纳米催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述Pd、Cu、W摩尔比x:y:z为1:(0.25-0.5):(0.25-0.5)。
6.根据权利要求1所述的三元合金纳米催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述惰性气体氛围中高温煅烧的温度为300℃-500℃。
7.根据权利要求1所述的三元合金纳米催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述氮硫共掺杂蜂窝碳负载的PdxCuyWz三元合金催化剂中,所述PdxCuyWz三元合金催化剂的含量为20wt%-40wt%,所述氮硫共掺杂蜂窝碳的含量为60wt%-80wt%。
8.根据权利要求1所述的三元合金纳米催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,PdxCuyWz三元合金催化剂颗粒的粒径为3nm-20nm。
9.一种三元合金纳米催化剂,其特征在于,采用权利要求1-8任一项所述的三元合金纳米催化剂的制备方法制备而成。
10.一种三元合金纳米催化剂的应用,其特征在于,将权利要求9所述三元合金纳米催化剂用于催化锂空气电池和燃料电池中的氧还原反应。
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