一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备方法，是一种以碳纳米管为载体，以铈锆复合氧化物为助催化剂的铂基复合催化剂，其基本结构式为Pt/CeO2-ZrO2/MWCNT。铈锆复合氧化物助催化剂的引用既可提高Pt的利用率，减少Pt的用量，显著降低直接甲醇燃料电池的制作成本，又可改善甲醇氧化的催化活性。此种催化剂具有良好的热稳定性、较高的甲醇电催化活性和抗CO毒化性能。此种复合催化剂的制备过程采用超声合成法，实验条件简单可控。

主权项

一种直接甲醇燃料电池复合阳极催化剂，其特征在于该复合催化剂是通过以下步骤制备的：——a将多壁碳纳米管加入去离子水中，超声5min；——b向溶液中加入硝酸铈铵和硝酸锆的混合溶液(两者摩尔比为1∶1)；——c向溶液中加入分子量为600的聚乙二醇，质量含量为2％；——d向溶液中逐滴加入2.6mol/L氨水，调节溶液的pH值为9；——e向溶液中加入5mL 0.3mol/L的氢氧化钠溶液；——f将溶液置于高能超声波反应器(20kHz，60W/cm2)中反应两小时，得到的固体用去离子水和无水乙醇清洗，烘干，可得碳载铈锆固溶体；——g将100mg壳聚糖溶解在100mL 1％的醋酸水溶液中，利用NaOH溶液将pH值调节至4.0‑5.0。将2mg碳载铈锆固溶体分散到1mL壳聚糖溶液中，量取8μL溶液铺展在玻碳电极表面(直径为3mm)，在室温下干燥电极；——h以玻碳电极做为工作电极，以铂片为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，在0.5mol/L的硫酸溶液中以50mV/s的扫描速度进行活化，扫描的电压区间为‑0.2‑0.9V；——i在0.5mol/L的硫酸溶液中加入氯铂酸使其浓度为2.5mmol/L，在‑0.2‑0.9V的电压区间内，以50mV/s的速度扫描50圈，即可得到Pt/CeO2‑ZrO2/MWCNT复合催化剂。