[发明专利]一种贵金属催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种贵金属催化剂的制备方法，以羧甲基纤维素钠和硝酸铈为前驱体，以乙醇和水的混合溶液为溶剂，通过表面活性剂的调控，在N₂氛围下煅烧，得到了纳米级的CeO₂/C复合载体。然后将得到的CeO₂/C载体置于贵金属盐溶液中，通过KOH调节pH，干燥后，在N₂氛围下进行煅烧，分别得到了Pd、Pt/负载于纳米CeO₂/C载体上的HER催化剂。本发明能将贵金属负载于CeO₂/C载体之上，能有效保证HER反应活性同时，降低催化剂生产成本，促进氢能社会迅速发展。

技术领域

本发明属于化学试剂领域，具体涉及一种具有高HER催化活性的纳米级CeO₂/C负载的贵金属催化剂的制备方法。

背景技术

氢能作为一种新型可再生能源和清洁能源，具有能量密度大、转化效率高、储量丰富和对环境无污染等绿色特性，使得氢能时代离我们愈来愈近，近年来我国加强对氢能研究开发的投入，抓住机遇，有计划有步骤的开发氢能。未来我国氢能源及燃料电池产业将进步迅速，大量创新成果爆发式涌现，氢能实现可持续开发，以燃料电池为核心技术的“氢能社会”正在来临。

在氢能发展过程中，氢气的来源问题是最根本的问题，电解水制氢被认为是一种简单、清洁、高效的制氢方式，一直以来都广受人们的关注。电解水反应由两个半反应所组成，即发生在阴极的析氢反应(HER)和阳极的析氧反应(OER)，如何提高析氢催化剂的HER反应活性，降低析氢过电势是电解水制氢的一个重大课题。现有技术在进行电解水制氢时，通常采用Pt/C催化剂加速析氢反应速度，但由于Pt/在地球储量不丰，各行各业需求量又大，供不应求，导致价格昂贵，致使电解水制氢成本较高，严重影响了氢能社会的发展步伐。因此为了降低电解水制氢的成本，发明一种可以代替Pt/的催化剂或者降低Pt/的负载量的方法尤为关键，能促进氢能社会迅速发展。

发明内容

本发明的目的在于发明一种可以代替Pt/的催化剂或者降低Pt/的负载量的贵金属催化剂以提升HER反应活性，提出了一种贵金属催化剂的制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种贵金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.以羧甲基纤维素钠和硝酸铈为前驱体制备纳米级的CeO₂/C复合载体；

S2.将所述纳米级的CeO₂/C复合载体溶于贵金属盐溶液中，加入KOH溶液沉淀得到催化剂前体；

S3.将所述催化剂前体高温焙烧，得到CeO₂/C负载的贵金属催化剂。

作为优选方案，所述CeO₂/C复合载体的制备步骤为：

S1.1.将适量羧甲基纤维素钠充分溶解在适量水中，依次加入适量乙醇和表面活性剂形成分散液；

S1.2.向所述分散液中加入适量硝酸铈和稀硝酸，充分搅拌待硝酸铈和稀硝酸完全溶解得到所述混合液；

S1.3.将所述混合液烘干得到的固体产物在保护气下煅烧得到纳米级的CeO₂/C复合载体；

作为优选方案，所述硝酸铈的浓度和稀硝酸的浓度均为0.1～0.2mol/L，所述乙醇的体积比为3:2～2:3，表面活性剂和羧甲基纤维素钠的质量比为1:1～1:3。

作为优选方案，步骤S2中制备催化剂前体的具体步骤如下：

S2.1.先将步骤S1得到CeO₂/C复合载体分散在去离子水中并进行超声搅拌0.5～1h；