[发明专利]一种AgPtCo高效纳米电催化剂的制备方法及其应用

说明书

一种AgPtCo高效纳米电催化剂的制备方法，包括以下步骤：1）将洗涤干净的银纳米线分散在乙二醇溶剂中，得到银纳米线的乙二醇分散液；然后向依次其中加入钴源和铂源，并控制滴加速度；2）将步骤1）中混合均匀的反应溶液转移到可控温的摇床中进行反应；3）将步骤2）中反应后的灰色反应产物离心洗涤分离即可得到最终产物AgPtCo高效纳米电催化剂。

技术领域

本发明涉及燃料电池用催化剂领域，具体涉及一种低贵金属含量的催化剂制备领域，具体是一种AgPtCo高效纳米电催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

众所周知，目前人类大规模使用的化石燃料、煤、石油、天然气等物质都具有很大的环境污染性，人类对于环境的影响越来越大，越来越深刻，不断的有严重的雾霾、酸雨、森林大火以及极端气候等现象出现在各种媒体报道中，且许多的破坏都是不可逆转的，这使得未来存在很多的不确定性。

为了避免环境的继续恶化，科研工作者对此进行了大量研究，其中燃料电池是一种理想的新型能源提供方式，它具有很好的效率，安全性、稳定性以及低碳或零碳排放的优势，可以被广泛应用在电动汽车、移动电子设备等多个领域。

氧还原反应是燃料电池中主要进行的一个反应，现在大规模使用的氧还原催化剂是商业Pt/C催化剂，由于铂具有很好的ORR反应选择性以及高效催化活性，但是铂是一种典型的贵金属，其在地壳中含量及其有限并且价格日益昂贵，这些不利的因素极大的限制了贵金属铂催化剂的广泛应用，此外，铂碳催化剂还容易在反应中产生一氧化碳中毒的现象，这也是一个不利于大规模推广的因素。

为了减少对贵金属铂的依赖并改善其化学稳定性，研究人员引入了合金化的概念，通过对催化剂的结构、成分以及组分之间的比例进行精确调整，大大提高了催化剂的活性和稳定性。如布朗大学的孙守恒教授于2011年在JACS上发表的文章“Synthesis ofUltrathin FePtPd Nanowires and Their Catalysis for Methanol Reaction”中公开了使用高温油相合成超细FePtPd超细纳米线合金催化剂，通过研究不同组分比例，表明其组分对最终的催化结果有明显的影响，这为提高催化剂的催化性能的同时并降低贵金属含量研究提供了有利指导。此外，Lifeng Liu等人在《Nano Letter》上发表的文章“NanoporousPt-Co Alloy Nanowires: Fabrication，Charaterization，and ElectrocatalyticProperties”报道了采用电沉积的方法合成了富Co的PtCo合金纳米线，然后通过刻蚀表面Co，得到多孔的PtCo合金纳米线，随着刻蚀时间的增长，暴露在表面的Pt的比例增多，催化活性也随之提高。

上述的报道虽然解决了目前贵金属催化剂价格昂贵的问题，但其制备成本较高，使用的高温油相合成或电沉积合成方法都不能够大规模的生产，仅适合实验室的研究之用。为此，本发明的目的在于提供一种高性能的燃料电池催化剂制备方法，该催化剂具有低铂高活性、稳定性强的特点，制备方法简单易于扩大化生产，不需要昂贵的反应仪器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能的燃料电池催化剂制备方法，该催化剂具有低铂高活性、稳定性强的特点，制备方法简单易于扩大化生产，不需要昂贵的反应仪器。在降低贵金属含量的同时，由于其他金属的引入，大大提高了催化活性。

为了使本领域技术人员清楚的了解本发明的技术方案，现对本发明的技术方案进行如下详细说明。

一种AgPtCo高效纳米电催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将洗涤干净的银纳米线分散在乙二醇溶剂中，得到银纳米线的乙二醇分散液；然后向依次其中加入钴源和铂源，并控制滴加速度；

2）将步骤1）中混合均匀的反应溶液转移到可控温的摇床中进行反应；