碳载钯基三元复合物燃料电池负极催化剂及其制备方法

摘要

本发明属于燃料电池负极催化剂材料技术领域，具体为一种燃料电池负极催化剂及其制备方法。本发明的燃料电池负极催化剂是碳载钯基三元复合材料，由Pd、Cu、Au三种金属构成，形貌均一，纳米尺度，三种金属组分的原子比例为Cu:Pd=0.5~2，Au:Pd=0.05~0.15。其制备步骤包括Pd、Cu的乙酰丙酮盐通过多元醇还原法制备PdCu金属颗粒，再通过金属间置换法将PdCu表面的Cu置换为Au，形成PdCuAu颗粒，与载体复合后在氮气下灼烧得到碳负载的具有均一纳米结构的三元金属复合物。本发明方法，工艺简单，重现性好，制备的Pd基催化剂分布均匀，应用于小分子燃料电池阳极氧化具有良好的催化活性和稳定性。

主权项

一种燃料电池负极催化剂的制备方法，其特征在于采用多元醇还原法、金属间置换反应法，具体步骤如下：（1）按催化剂金属组分的原子比例，将一定量的Pd(acac)₂、Cu(acac)₂和封盖剂PVP加入到多元醇溶液中，通入氮气除去其中的氧气，于70~90℃反应1~1.5小时，得到Pd、Cu纳米粒子混合液；（2）在氮气保护下，将一定量的AuCl₃·HCl·4H₂O加入到上述混合液，在80~90℃温度下搅拌0.5~1小时至反应完全，得到Pd、Cu、Au三金属纳米粒子混合液；离心除去溶剂，在超声下用乙醇‑丙酮混合液洗涤3‑5次，离心除去洗涤液，得到三金属纳米颗粒；把得到的三金属纳米颗粒在超声下分散于乙醇中；（3）将上步所得的三金属纳米颗粒乙醇分散液加入到分散有50~70 mg碳载体的乙醇溶液中，于磁力搅拌下在70~80℃温度下加热搅拌1~1.5小时，除去其中的乙醇溶剂，得到复合物；把所得的复合物在氮气气氛下200~250℃煅烧2.5~3小时，得到最终产物碳载钯基三元复合材料；所得的碳载钯基三元复合材料，由Pd、Cu、Au三种金属构成，形貌均一，纳米尺度，三种金属组分的原子比例为Cu:Pd=0.5~2，Au:Pd=0.05~0.15。