一种燃料电池用核壳催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种燃料电池用核壳催化剂及其制备方法。其特点是催化剂大小及其催化作用的催化层厚度可控性。标准电极电势低的金属，其金属活性高于标准电极电势高的金属，容易将标准电极电势高的金属离子置换析出单质。首先制备标准电极电势低的金属纳米颗粒，用其将标准电极电势高的金属置换出来，控制被置换出来的金属的量少于置换反应理论需要的量，从而获得被置换的金属包覆在标准电极电势低的金属纳米颗粒表面的核壳催化剂。通过调节两种金属的剂量比，可以获得各种催化层厚度的核壳催化剂；通过控制制备的金属活性高的金属纳米颗粒的粒径，可以控制核壳结构催化剂的粒径。该方法制备的核壳催化剂，活性比表面积大，催化效率高。

主权项

1、一种核壳催化剂，其特征是该催化剂为金属活性低的金属包裹在金属活性高的金属纳米颗粒表面的核壳结构催化剂，用如下方法制备，制备步骤为：步骤1、配置混合溶液，在去离子水溶剂中加入表面活性剂，搅拌，同时加入金属活性高的金属水溶性化合物，配成混合溶液，混合溶液中金属的含量为0.001～1摩尔/升，表面活性剂的含量为0.001～1摩尔/升。其中，表面活性剂与金属的摩尔比0.1～10∶1，溶剂为电导率＞18兆欧的去离子水；步骤2、向步骤1的混合溶液中加入相对于金属摩尔数1～10倍的还原剂，搅拌，并通入H2保护，制得金属活性高的纳米金属溶液；步骤3、向步骤2制得的金属活性高的纳米金属溶液中边搅拌边加入金属活性低的金属溶液，搅拌0.5～20小时，得到金属活性低的金属包裹在金属活性高的金属纳米颗粒表面的核壳结构催化剂溶液；步骤4、将步骤3得到核壳结构催化剂溶液抽虑，并用去离子水洗涤3～5遍，于60～90℃真空干燥，得到非担载型核壳催化剂；或者在步骤3得到核壳结构催化剂溶液中加入载体，剧烈搅拌10～25小时。抽虑，并用去离子水洗涤3～5遍，于60～90℃真空干燥。得到担载型核壳催化剂，其中，载体与金属质量比为10∶1～100。