專利名稱：一種燃料電池用碳載核殼型銅-鉑催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種燃料電池用的碳載核殼型銅-鉬催化劑(Cu@Pt/C)及其制備方法。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的電化學(xué)裝置，其關(guān)鍵材料之一是電極 催化劑，長期以來，鉬、釕等貴金屬因其具有卓越的催化性能一直被廣泛使用。但由于鉬系 金屬在地殼中的含量有限，價(jià)格昂貴，且鉬在電池中的利率不高，從而限制了燃料電池的發(fā) 展。雖然合金催化劑能降低Pt的載量，提高催化效率，但在催化劑穩(wěn)定性等方面還有待提 高。核殼催化劑由于具有獨(dú)特的催化性能，近年來越來越受人們的關(guān)注，因而被廣泛應(yīng)用于 各種化工生產(chǎn)過程。由于合金的電子和表面結(jié)構(gòu)與純金屬不同，因此雙金屬催化劑對(duì)某些 反應(yīng)表現(xiàn)出了更好的催化活性。這是由于在金屬單晶的表面沉積另一種金屬后，表層兩種 金屬間的相互作用能夠引起雙金屬電子和幾何結(jié)構(gòu)的變化，因而有改變粒子的電荷，能夠 官能化，能進(jìn)行表面反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。US20100197490介紹了一種鉬包覆非貴金屬制備核殼催化劑的一種方法。該方法 先將Fe、Co、Ni、W、Cu等非貴金屬鹽用化學(xué)還原的方法還原成2-lOnm的顆粒，在空氣中干 燥后升溫600°C到800°C進(jìn)行退火處理，退火時(shí)間因不同金屬而定。退火完成后，將該納米 顆粒浸入鉬鹽溶液中，利用電化學(xué)置換法在非貴金屬顆粒的表面沉積一薄層Pt殼，從而制 備核-殼型納米催化劑。該方法雖然能做出完整的核殼型催化劑，但操作流程復(fù)雜，需消耗 大量能源，制備成本高。CN200610019303介紹了一種用化學(xué)置換法制備核殼催化劑的一種方法。該方法是 將非貴金屬鹽配制成溶液，加入一定量的表面活性劑，然后向混合溶液中加入過量的還原 劑，制成非貴金屬的納米金屬溶液。再向非貴金屬的納米金屬溶液中加入貴金屬鹽溶液進(jìn) 行化學(xué)置換，得到貴金屬包裹在非貴金屬納米顆粒表面的核殼結(jié)構(gòu)催化劑溶液，得到非擔(dān) 載型核殼催化劑。最后在非擔(dān)載型核殼催化劑溶液中加入碳載體進(jìn)行吸附，得到擔(dān)載型核 殼催化劑。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作過程簡單，制備成本低，但催化劑粒徑偏大，而且催化劑僅 靠吸附作用與碳載體連接，很容易在電化學(xué)反應(yīng)過程中脫落，從而降低催化效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種碳載核殼型銅-鉬催化劑的制備方法，制備具有較小的 粒徑、低Pt載量、高催化活性的燃料電池用催化劑材料。本發(fā)明包含以下步驟A、將可溶性銅鹽溶于乙二醇液體中，溶液中Cu離子的濃度為0. 005 0. 05摩爾 /升，然后按檸檬酸或檸檬酸鹽與銅離子的物質(zhì)的量比為1 2 1加入檸檬酸或檸檬酸 鹽，再按碳載體與銅離子的質(zhì)量比為4 25 1的比例加入碳載體，充分混合攪拌均勻得 到混合溶液；其中碳載體于銅離子較佳的質(zhì)量比為7 9 1。所述碳載體是碳黑、碳球或碳納米管中的一種，較好的是)(C-72、)(C72R、BP2000、BP3000等型號(hào)的碳黑或L-MWNT-2040、 L-MWNT-4060, L-MWNT-6010型號(hào)的碳納米管中的一種；B、用氫氧化鈉或氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)上述混合溶液的pH值為9 11，在 160°C 190°C加熱還原，反應(yīng)過程中要維持pH值恒定，反應(yīng)時(shí)間2 他，將反應(yīng)液離心洗 滌，50°C 80°C下真空干燥，得到碳載銅粒子(Cu/C)；C、將步驟B中的碳載Cu顆粒均勻分散到乙二醇液體中，再加入氯鉬酸，使溶液中 Cu和Pt離子的質(zhì)量比為0.2 3 1，用氫氧化鈉或氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系pH 值為7 9，在70°C 110°C下加熱還原，反應(yīng)時(shí)間2 6h ；D、將步驟C中的反應(yīng)液離心洗滌，直到無氯離子存在，在50°C 80°C下真空干燥， 得到碳載核殼型銅-鉬催化劑(Cu@Pt/C)。通過對(duì)最終產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，證明該產(chǎn)物是以碳為載體，活性金屬組分負(fù)載在 碳為載體表面，且活性金屬是以銅為核心、鉬為殼層的核殼結(jié)構(gòu)的物質(zhì)；其中CU的質(zhì)量百 分含量為2-30 %，Pt的質(zhì)量百分含量為5-30 %。其中較佳的Cu的質(zhì)量百分含量為5-15 %， Pt的質(zhì)量百分含量為5-20%。結(jié)果見圖1-2在圖1中，2 θ = 22°為碳載體的特征衍射峰；2 θ = 39°和46°為Pt的特征衍 射峰，2 θ = 43°為Cu的特征衍射峰。由圖1可以看出，Cu和Pt的特征峰都有明顯的表 現(xiàn)，說明本發(fā)明所制備的CuOPt/C核殼型催化劑中包含Cu和Pt元素，且Pt的衍射峰明顯 強(qiáng)于Cu的衍射峰，這是因?yàn)镃u被Pt包裹在了內(nèi)部，導(dǎo)致其衍射峰變?nèi)酢D2是實(shí)施例2制備的Cu@Pt/C催化劑的透射電鏡照片。由圖中可以看出，整個(gè) 催化劑的粒徑大約在5-6nm左右，而表層元素厚度為1_2納米。圖中金屬晶體的晶格條紋 清晰可見，相鄰晶格條紋間距約為0.22nm，略小于Pt (111)晶面的晶格條紋間距，這是由于 兩種金屬的交互作用，從而導(dǎo)致晶格條紋間距變窄。本發(fā)明所制備的核殼型催化劑在燃料電池方面有重要的應(yīng)用。對(duì)燃料電池催化 劑進(jìn)行電化學(xué)性能的表征通常采用循環(huán)伏安曲線法。循環(huán)伏安曲線的測試方法是采用三 電極體系，參比電極為飽和甘汞電極，對(duì)電極為鉬絲電極，工作電極使用聚四氟乙烯玻碳電 極。將待測試的催化劑與無水乙醇和Nafion溶液配成混合漿液，用微量注射器滴到玻碳電 極上，于室溫空氣中自然干燥，得到工作電極。所用的電解質(zhì)為0. 5mol/L WH2SO4溶液。在測 試前先在溶液中通氮?dú)?N2)30min以除去溶液中的部分氧氣，掃描范圍為-0. 2 1. 2V(相 對(duì)飽和甘汞電極)，電位掃描速度為100mV/S。在循環(huán)伏安曲線中，-0. IV附近的峰為氫的 氧化峰，0. 4 0. 45V的峰為氧的還原峰，氧化還原峰的積分面積的大小分別代表進(jìn)行氧化 還原反應(yīng)電量的多少。而由催化劑的循環(huán)伏安曲線中的氧化還原峰的積分面積可以計(jì)算出 單位質(zhì)量的Pt的電化學(xué)氧活性面積，具體公式如下EAS(cm2mg_1) = Qh/(210X [Pt])對(duì)催化劑循環(huán)伏安曲線測試結(jié)果見圖3-5。圖3是實(shí)施例1、2和3步驟D制備的Cu@Pt/C的循環(huán)伏安曲線，由圖中可以看出， 實(shí)施例2所制備的催化劑的氧化峰和還原峰比其他實(shí)施例所制備的催化劑都有明顯的增 強(qiáng)，峰面積明顯偏大，說明用實(shí)施例2方法所制備的催化劑有著較好的電催化性質(zhì)。由圖4的循環(huán)伏安曲線可以看出，碳載銅粒子有很小的氧的還原峰，而氫的氧化峰幾乎沒有，因此可以說明單獨(dú)的碳載銅粒子幾乎沒有催化活性。對(duì)比例1中Pt含量10% 的Pt/c催化劑有完整的氧化還原峰，說明其有一定的催化活性。而實(shí)施例2合成的Pt含 量為10%的Cu@Pt/C催化劑氧化還原峰有明顯的加強(qiáng)，峰面積有明顯的增大。由公式計(jì)算 可得，實(shí)施例2所制備的CuOPt/C催化劑的電化學(xué)活性面積為51. 2!! -1,而對(duì)比例1的Pt/ C催化劑的電化學(xué)活性面積僅為35. δπι、-1。因此說本發(fā)明所制備的催化劑能明顯的提高貴 金屬Pt的利用率。圖5表明，實(shí)施例8所制備的總金屬載量為40 %的催化劑，其氧化還原峰面積比對(duì) 比例2中同為Pt載量20%的Pt/C催化劑有明顯的增大，表明用本發(fā)明做制備的核殼型催 化劑，在總金屬載量升高以后，其催化性質(zhì)仍比相同Pt載量的Pt/C催化劑的催化性質(zhì)有明 顯提尚ο本發(fā)明的有益效果本發(fā)明利用乙二醇為溶劑和還原劑，制備具有核殼結(jié)構(gòu)的 Cu@Pt/C催化劑。由于乙二醇的粘度較大，在制備過程中可以有效的阻止納米粒子的團(tuán)聚， 從而制備粒徑較小的納米催化劑；同時(shí)不需要額外的還原劑。本發(fā)明運(yùn)用了兩步還原法，即 先還原非貴金屬，再還原貴金屬，通過控制反應(yīng)的溫度和PH值，使貴金屬在非貴金屬的表 面沉積，從而制成核殼型催化劑；此外，本發(fā)明在制備過程中加入了碳載體，可以使納米金 屬顆粒直接在載體上生長，增強(qiáng)了催化劑顆粒和碳載體的結(jié)合，使催化劑更加穩(wěn)定。本發(fā)明 可以大大提高催化劑的催化效率和貴金屬的利用率，將促進(jìn)燃料電池的發(fā)展。


圖1是實(shí)施例2制備的Cu@Pt/C催化劑的XRD譜圖。圖2是實(shí)施例2制備的Cu@Pt/C催化劑的透射電鏡照片。圖3是實(shí)施例1、2和3制備的CuOPt/C催化劑的循環(huán)伏安曲線，其中a、b、c分別 是實(shí)施例1、2、3的曲線。圖4是實(shí)施例2制備的Cu@Pt/C，Cu/C和對(duì)比例1制備的Pt/C催化劑的循環(huán)伏安 曲線對(duì)比圖，其中a、b、c分別是實(shí)施例2步驟D及步驟B和對(duì)比例1的曲線。圖5是實(shí)施例8制備的Cu@Pt/C和對(duì)比例2制備的Pt/C催化劑循環(huán)伏安曲線，其 中a和b分別是實(shí)施例8和對(duì)比例2的曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1(1)稱取39. 32mgCuS04 · 5H20和50mg檸檬酸溶于乙二醇溶液中，待完全溶解后， 用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的PH值為10，加入80mg濃硝酸處理過的XC-72碳黑，充 分?jǐn)嚢?，混合均勻?2)攪拌升溫至160°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來 保持體系的PH值恒定。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒 重，得到碳載Cu粒子。(3)稱取步驟B產(chǎn)物90mg充分分散于乙二醇溶液中，加入26. 54mgH2PtCl6 · 6H20 并充分?jǐn)嚢?，用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的PH值為8，攪拌升溫至90°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來保持體系的PH值恒定(4)將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒重，得到Cu@Pt/C催化 劑，其中Cu載量為10%，Pt載量為10%。實(shí)施例2(1)同實(shí)施例1步驟A;(2)攪拌升溫至170°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來 保持體系的PH值恒定。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒 重，得到碳載Cu粒子。(3)同實(shí)施例1步驟C;(4)同實(shí)施例1步驟D，其中Cu載量為10%，Pt載量為10%。實(shí)施例3(1)同實(shí)施例1步驟A;(2)攪拌升溫至180°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來 保持體系的PH值恒定。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒 重，得到碳載Cu粒子。(3)同實(shí)施例1步驟C;(4)同實(shí)施例1步驟D，其中Cu載量為10%，Pt載量為10%。實(shí)施例4(1)稱取52. 43mgCuS04 · 5H20和66. 67mg檸檬酸溶于乙二醇溶液中，待完全溶解 后，用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的PH值為10，加入80mg濃硝酸處理過的XC-72碳 黑，充分?jǐn)嚢?，混合均勻?2)在攪拌升溫至170°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液 來保持體系的PH值恒定。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至 恒重；(3)稱取上一步分離產(chǎn)物93. 33mg充分分散于乙二醇溶液中，加入 17. 7mgH2PtCl6 ·6Η20并充分?jǐn)嚢?，用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為8，攪拌升溫 至90°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來保持體系的pH值恒定；(4)將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒重，得到Cu和Pt摩爾比 為6 1的Cu@Pt/C催化劑。，其中Cu載量為13. 33%，Pt載量為6. 67%。實(shí)施例5(1)稱取26. 23mgCuS04 · 5H20和33. 35mg檸檬酸溶于乙二醇溶液中，待完全溶解 后，用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的PH值為10，加入80mg濃硝酸處理過的XC-72碳 黑，充分?jǐn)嚢?，混合均勻?2)在攪拌升溫至170°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液 來保持體系的PH值恒定。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至 恒重；(3)稱取上一步分離產(chǎn)物86. 67mg充分分散于乙二醇溶液中，加入 35. 39mgH2PtCl6*6H20并充分?jǐn)嚢?，用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為8，攪拌升 溫至90°C，恒溫6h，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來保持體系的pH值恒定；(4)將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒重，得到Cu和Pt摩爾比 為3 2的Cu@Pt/C催化劑，其中Cu載量為6. 67%，Pt載量為13. 33%。實(shí)施例6(1)稱取14. 3ImgCuSO4 ·5Η20和18. 2mg檸檬酸溶于乙二醇溶液中，待完全溶解后， 用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的PH值為10，加入80mg濃硝酸處理過的XC-72碳黑，充 分?jǐn)嚢?，混合均勻?2)在攪拌升溫至170°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液 來保持體系的PH值恒定。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至 恒重；(3)稱取上一步分離產(chǎn)物83. 64mg充分分散于乙二醇溶液中，加入 43. 43mgH2PtCl6*6H20并充分?jǐn)嚢瑁脷溲趸浀囊叶既芤赫{(diào)節(jié)體系的pH值為8，攪拌升 溫至90°C，恒溫6h，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來保持體系的pH值恒 定；(4)將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒重，得到Cu和Pt摩爾比 為2 3的Cu@Pt/C催化劑，其中Cu載量為3. 64%，Pt載量為16. 36%。實(shí)施例7(1)稱取39. 32mgCuS04 · 5H20和50mg檸檬酸溶于乙二醇溶液中，待完全溶解后， 用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的PH值為10，加入SOmg濃硝酸處理過的多壁碳納米管 (CNTs)，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆颍?2)攪拌升溫至170°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來 保持體系的PH值恒定。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒 重；(3)稱取上一步分離產(chǎn)物90mg充分分散于乙二醇溶液中，加入 26. 5%igH2PtCl6*6H20并充分?jǐn)嚢瑁脷溲趸浀囊叶既芤赫{(diào)節(jié)體系的pH值為8，攪拌升 溫至90°C，恒溫6h，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來保持體系的pH值恒 定；(4)將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒重，得到以碳納米管為 載體的Cu@Pt/C催化劑，其中Cu載量為10%，Pt載量為10%。實(shí)施例8(1)稱取78. 64mgCuS04 · 5H20和IOOmg檸檬酸溶于乙二醇溶液中，待完全溶解后， 用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的PH值為10，加入60mg濃硝酸處理過的XC-72碳黑，充 分?jǐn)嚢?，混合均勻?2)在攪拌升溫至170°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液 來保持體系的PH值恒定。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至 恒重；(3)稱取上一步分離產(chǎn)物SOmg充分分散于乙二醇溶液中，加入 53. OSmgH2PtCl6 ·6Η20并充分?jǐn)嚢?，用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為8，攪拌升 溫至90°C，恒溫6h，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來保持體系的pH值恒定；(4)將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒重，得到總金屬載量為 40 %的Cu@Pt/C催化劑，其中Cu載量為20 %，Pt載量為20 %。對(duì)比例1(1)稱取26. 54mgH2PtCl6 ·6Η20溶于乙二醇溶液中，用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié) 體系的PH值為8 ；(2)在室溫條件下，加入90mg濃硝酸處理過的XC-72碳黑，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆颍?升溫至90°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來保持體系的pH值恒 定；(3)將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒重，得到Pt載量為10% 的Pt/c催化劑。對(duì)比例2(1)稱取53. 08mgH2PtCl6 ·6Η20溶于乙二醇溶液中，用氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié) 體系的PH值為8 ；(2)在室溫條件下，加入80mg濃硝酸處理過的XC-72碳黑，充分?jǐn)嚢?，混合均勻?升溫至90°C，恒溫他，在反應(yīng)過程中不斷補(bǔ)充氫氧化鉀的乙二醇溶液來保持體系的pH值恒 定；(3)將反應(yīng)后的液體離心分離，洗滌沉淀，60°C下烘干至恒重，得到Pt載量為20% 的Pt/c催化劑。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池用碳載核殼型銅-鉬催化劑的制備方法，具體步驟如下A、將可溶性銅鹽溶于乙二醇液體中，溶液中Cu離子的濃度為0.005 0. 05摩爾/升， 然后按檸檬酸或檸檬酸鹽與銅離子的物質(zhì)的量比1 21的比例加入檸檬酸或檸檬酸 鹽，再按碳載體與銅離子的質(zhì)量比為4 25 1的比例加入碳載體，充分混合攪拌均勻得 到混合溶液；所述的碳載體是碳黑、碳球、碳納米管中的一種；B、用氫氧化鈉或氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)上述混合溶液的pH值為9 11，在 160°C 190°C加熱還原，反應(yīng)過程中要維持pH值恒定，反應(yīng)時(shí)間2 他，將反應(yīng)液離心洗 滌，50°C 80°C下真空干燥，得到碳載銅粒子(Cu/C)；C、將步驟B中的碳載Cu顆粒均勻分散到乙二醇液體中，再加入氯鉬酸，使溶液中Cu與 Pt離子的質(zhì)量比為0.2 3 1，用氫氧化鈉或氫氧化鉀的乙二醇溶液調(diào)節(jié)體系pH值為 7 9，在70°C 110°C下加熱還原，反應(yīng)時(shí)間2 6h ；D、將步驟C中的反應(yīng)液離心洗滌，直到無氯離子存在，在50°C 80°C下真空干燥，得到 碳載核殼型銅-鉬催化劑(Cu@Pt/C)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池用碳載核殼型銅-鉬催化劑的制備方法，其特征 是步驟A所述的碳載體與銅離子的質(zhì)量比為7 9 1 ；所述的碳載體是)(C-72、)(C72R、 BP2000、BP3000 型號(hào)的碳黑或 L-MWNT-2040、L-MWNT-4060、L-MWNT_6010 型號(hào)的碳納米管中 的一種。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備的燃料電池用碳載核殼型銅-鉬催化劑，其是 以碳為載體，活性金屬組分負(fù)載在碳為載體表面，且活性金屬是以銅為核心、鉬為殼層的核 殼結(jié)構(gòu)的物質(zhì)；其中Cu的質(zhì)量百分含量為2-30%，Pt的質(zhì)量百分含量為5-30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池用碳載核殼型銅-鉬催化劑，其特征是其中Cu的質(zhì) 量百分含量為5-15%，Pt的質(zhì)量百分含量為5-20%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燃料電池用的碳載核殼型銅-鉑催化劑(Cu@Pt/C)及其制備方法。該方法采用乙二醇為溶劑和還原劑，制備具有核殼結(jié)構(gòu)的Cu@Pt/C催化劑。該方法運(yùn)用兩步還原法，即先還原非貴金屬，再還原貴金屬，通過控制反應(yīng)的溫度和pH值，使貴金屬在非貴金屬的表面沉積，從而制成核殼型催化劑；此外，該方法在制備過程中加入了碳載體，可以使納米金屬顆粒直接在載體上生長，增強(qiáng)了催化劑顆粒和碳載體的結(jié)合，使催化劑更加穩(wěn)定，從而大大提高催化劑的催化效率和貴金屬的利用率。該碳載核殼型銅-鉑催化劑中Cu的質(zhì)量百分含量為2-30％，Pt的質(zhì)量百分含量為5-30％。
文檔編號(hào)B01J23/89GK102088091SQ20101060920
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者于書平, 婁群, 朱紅, 李興旺, 王芳輝 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)