申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2021-08-28

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113839056B

主分类号：H01M4/92

分类号：H01M4/92;H01M4/86;H01M4/88;H01M8/1011

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.01.11#实质审查的生效;2021.12.24#公开

摘要：本发明公开了一种用于直接甲醇和甲酸燃料电池的碳载钯氮化铌纳米电催化剂及其制备方法，该催化剂的钯、氮化铌、导电炭黑组分在催化剂中所占的质量百分比分别为3～5％、47.5～65％和32～48.5％，其制备方法如下：在乙二醇溶液中，以柠檬酸钠为还原剂制备分散的Pd‑NbNC纳米电催化剂。本发明为首次制备合成导电炭黑负载氮化铌钯基电催化剂，制备方法条件温和，操作简单可控，节能环保。本发明的电催化剂是第一次作为直接甲醇和甲酸燃料电池阳极材料，与商业催化剂相比，此电化学催化剂对碱性条件下甲醇和酸性条件下甲酸的氧化反应具有高电催化活性、高稳定性和强抗CO中毒能力等优点。

主权项：1.一种用于直接甲醇和甲酸燃料电池的碳载钯氮化铌纳米电催化剂，其特征在于：该催化剂为负载在导电炭黑上分散均匀的氮化铌钯基纳米催化剂，分子式为Pd-NbNC；该催化剂中的钯、氮化铌和导电炭黑组分在催化剂中所占的质量百分比分别为3～5％、47.5～65％和32～48.5％；钯氮化铌均匀分散在载体导电炭黑的表面，催化剂的平均粒径为3.3nm，此电化学催化剂对碱性条件下甲醇和酸性条件下甲酸的氧化反应具有高电催化活性，甲醇氧化和甲酸氧化峰值电流强度分别为4034AgPd-1和1717AgPd-1；所述的用于直接甲醇和甲酸燃料电池的碳载钯氮化铌纳米电催化剂的制备方法，包括如下步骤：1在容器中加入氮化铌、导电炭黑和乙二醇，放置于磁力搅拌器上搅拌，然后进行超声处理使氮化铌和导电炭黑在乙二醇中分散均匀，加入氮化铌和导电炭黑质量使得二者在催化剂中所占的质量百分比分别为47.5～65％和32～48.5％，得到混合物A；2将氯钯酸钠、柠檬酸钠和氢氧化钾加入到步骤1得到的混合物A中，置于磁力搅拌器上搅拌均匀，得到混合物B，其中按照钯负载量在催化剂中为3～5％质量分数加入对应质量的氯钯酸钠，按照氯钯酸钠质量的10～16倍加入还原剂柠檬酸钠，按照柠檬酸钠质量的2～9倍加入氢氧化钾；。3将步骤2得到的混合物B升温至100～130℃搅拌2～6h，其中氯钯酸钠被还原为金属钯，得到固液混合物，然后冷却至室温；4将冷却至室温后的固液混合物用去离子水和无水乙醇洗涤至无乙二醇、钠离子以及氯离子残留，放入60～80℃的烘箱中干燥6～12h，经研磨得到用于直接甲醇和甲酸燃料电池的碳载钯氮化铌纳米电催化剂。

全文数据：

权利要求：

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