PdMo/TiO₂纳米线直接甲醇燃料电池阳极催化剂

摘要

本发明公开了一种PdMo/TiO₂纳米线直接甲醇燃料电池阳极催化剂及制备方法，产品由TiO₂纳米线与PdMo纳米合金组成。本发明以高比表面的TiO₂纳米线为载体与PdMo纳米合金复合形成多元催化剂。PdMo复合提高TiO₂的导电性及对TiO₂的协同作用提高TiO₂对甲醇的催化氧化性能，同时，甲醇氧化产生的CO等中间产物被吸附、转移到复合催化剂表面，并被直接深度氧化为最终产物CO₂，因此可提高催化剂的抗CO毒化能力，由于PdMo的价格远低于Pt、Ru等贵金属，且在催化剂中其用量较小，因而可以大大降低直接甲醇燃料电池中催化剂的成本,提高直接甲醇燃料电池的性能。

主权项

一种PdMo/TiO₂纳米线直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备方法，其特征是：包括下列步骤：(1)TiO₂纳米线的制备：采用溶胶‑凝胶法和水热合成法；将计算量的钛酸丁酯溶于一定量的无水乙醇，搅拌下滴加无水乙醇、冰醋酸和去离子水的混合物，水解形成溶胶后继续搅拌，待形成凝胶后静置2‑3天，80℃真空干燥8‑10小时后得到的粉末研磨后在马弗炉中400‑600℃空气焙烧3小时，制得TiO₂纳米粉末；制备溶胶时钛酸丁酯、无水乙醇、冰醋酸、去离子水的用量摩尔比为：n_钛酸丁酯：n_无水乙醇：n_冰醋酸：n_去离子水＝1:20～40:1～2.5:2～6；将制得的TiO₂纳米粉末加入高压反应釜中，加入10mol/L的NaOH溶液，搅拌，加热到180‑220℃，反应48小时，离心分离，用稀盐酸和去离子水洗涤6‑8次至滤出液呈中性，60℃烘干后，马弗炉中400‑600℃空气焙烧3小时得TiO₂纳米线；2)将TiO₂纳米线载体按10‑20毫克/毫升的比例加入到乙二醇中，超声分散均匀；3)将PdCl₂溶解到乙二醇中，形成10‑20毫克Pd/毫升的PdCl₂/乙二醇溶液；4)将MoCl₅溶解到乙二醇中，形成10‑20毫克Mo/毫升的MoCl₅/乙二醇溶液；5)按最后合成的催化剂W_PdMo＝3％，摩尔比n_Pd:n_Mo＝1:1的比例量取PdCl₂/乙二醇溶液和MoCl₅/乙二醇溶液，滴加到TiO₂纳米线分散液中，超声分散均匀；6)将NaOH溶解到乙二醇中，配制成NaOH浓度为2mol/L的NaOH乙二醇溶液；7)将配制的NaOH乙二醇溶液滴加到步骤5)得到的分散液中，调节pH值为9，超声分散均匀；8)将步骤7)得到的分散液转入高压反应釜，160℃反应5小时；9)反应完毕后过滤，去离子水洗涤至滤出液中无氯离子，80℃真空干燥，制得PdMo/TiO₂纳米线直接甲醇燃料电池阳极催化剂。