自還原法定向沉積貴金屬制備Me/W<sub>18</sub>O<sub>49</sub>負載型催化劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于負載型催化劑材料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種Me/W18049(Me=Pt，Au 等）負載型催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 負載型催化劑基本上兼具無機非均相催化劑與金屬有機配合物均相催化劑的優(yōu) 點，它不但具有較高的選擇性和活性，腐蝕性小，而且容易回收重復利用，且穩(wěn)定性好。
[0003] 以18〇49為載體的Pt/W18049負載型催化劑作為燃料電池催化劑具有可以提高陰極 氧還原活性及穩(wěn)定性，同時也可以提高陽極甲醇氧化活性及抗CO中毒能力的優(yōu)點。但在制 備過程中貴金屬催化劑的負載收率較低，容易造成貴金屬原料的浪費。
[0004] 如何制備定向沉積高收率的負載型催化劑顯得十分重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明針對制備貴金屬催化劑時負載收率較低的不足，提供了一種自還原法定向 沉積負載型催化劑的制備方法。
[0006] 本發(fā)明提供了自還原法定向沉積貴金屬制備Me/W18049負載型催化劑的方法，其特 征在于所述步驟如下：將鎢源于無水乙醇混合，并超聲攪拌，轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，在180度下 反應(yīng)24小時得到W18049，將制備得到的具有自還原性的W18049離心、洗滌、干燥，再將產(chǎn)物與 無水乙醇混合，并超聲30min，向其中加入貴金屬溶液，再進行超聲30min，在磁力攪拌下12 小時，洗滌離心即獲得負載型催化劑。
[0007] 進一步，使用的貴金屬溶液為1(2?比14或HAuCl4溶液。
[0008] 進一步，貴金屬溶液濃度為lmg/ml-5mg/ml。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0010] 1、本方案采用自還原法，負載過程無需添加其他還原劑。
[0011] 2、本方案將貴金屬還原在鎢氧化物載體上，具有定向沉積的選擇性。
[0012] 3、本方案制備出的負載型催化劑其貴金屬原子收率較高。
【附圖說明】
[0013] 圖1. (A)用自還原法和⑶用高溫熱還原法負載Pt的W18049TEM透射電鏡照片。
[0014] 圖2. (A)用自還原法和⑶用高溫熱還原法負載Pt的W18049TEM透射電鏡照片。
[0015] 圖3?用自還原法（實驗組）和用高溫熱還原法（對照組）負載Pt的118049在0? 5M 硫酸和0. 5M甲醇溶液中，以100mV/s掃速的循環(huán)伏安曲線。
[0016] 圖4?用自還原法（實驗組）和用高溫熱還原法（對照組）負載Pt的118049在0? 5M 硫酸和0. 5M甲醇溶液中，以100mV/S掃速的循環(huán)伏安曲線的峰電流密度對比。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明的其中一種具體實施例，結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但 本發(fā)明并不限于以下實施例。
[0018] 實施例1 :
[0019] 首先將120mg WC16晶體粉末與60ml無水乙醇混合，并超聲30分鐘，等待混合均 勻后，轉(zhuǎn)入120ml反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜的填充度為50% ;
[0020] 然后，將反應(yīng)釜于180攝氏度下反應(yīng)24小時，待反應(yīng)完成后，將產(chǎn)物冷卻并用無水 乙醇及去離子水洗滌、離心、干燥；
[0021] 而后，所得產(chǎn)物為18049與60ml無水乙醇混合并超聲30分鐘，向超聲后的溶液中 加入3mllmg/mlK2PtCl4溶液，再超聲30分鐘；
[0022] 最后，將上一步所得溶液在常溫常壓下磁力攪拌12小時，并用無水乙醇及去離子 水洗滌、離心、干燥。
[0023] 實施例2:
[0024] 首先將120mg WC16晶體粉末與60ml無水乙醇混合，并超聲30分鐘，等待混合均 勻后，轉(zhuǎn)入120ml反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜的填充度為50% ;
[0025] 然后，將反應(yīng)釜于180攝氏度下反應(yīng)24小時，待反應(yīng)完成后，將產(chǎn)物冷卻并用無水 乙醇及去離子水洗滌、離心、干燥；
[0026] 而后，所得產(chǎn)物為18049與60ml無水乙醇混合并超聲30分鐘，向超聲后的溶液中 加入2mllmg/mlHAuC14溶液，再超聲30分鐘；
[0027] 最后，將上一步所得溶液在常溫常壓下磁力攪拌12小時，并用無水乙醇及去離子 水洗滌、離心、干燥，收集產(chǎn)物。
[0028] 對比例：
[0029] 按照與實施例1一樣的步驟，首先，將120mg WC16晶體粉末與60ml無水乙醇混合， 并超聲30分鐘，等待混合均勻后，轉(zhuǎn)入120ml反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜的填充度為50% ;
[0030] 然后，將反應(yīng)釜于180攝氏度下反應(yīng)24小時，待反應(yīng)完成后，將產(chǎn)物冷卻并用無水 乙醇及去離子水洗滌，離心，離心后干燥；
[0031] 而后，所得產(chǎn)物為18049與60ml無水乙醇混合并超聲30分鐘，向超聲后的溶液中 加入3mllmg/mlK2PtCl4溶液，將其轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，在180攝氏度下反應(yīng)24小時，反應(yīng)完成 后用無水乙醇及去離子水洗滌、離心、干燥；
[0032] 最后，將上一步所得溶液在常溫常壓下磁力攪拌12小時，并用無水乙醇及去離子 水洗滌，離心，離心后進行干燥，收集產(chǎn)物。
[0033] 圖1，分別為用高溫熱還原法和用自還原法負載Pt的TEM透射電鏡照片，對比照片 可以看出，高溫加熱時，貴金屬Pt大多數(shù)都發(fā)生了自身團聚，沒有負載在載體上，用自還原 法負載時，貴金屬Pt大部分均負載在W18049載體上，具有較高的原子收率。
[0034] 圖2,分別為用高溫熱還原法和用自還原法負載Pt的TEM透射電鏡照片，對比照片 可以看出，自還原法負載的貴金屬Pt負載在了載體118049上，有較高的選擇性。
[0035] 圖3,實驗組為自還原法制備的20%負載量的Pt/W18049，對照組為高溫乙醇還原制 備的20%負載量的Pt/W18049，測試條件為0. 5M/L硫酸+0. 5M/L甲醇溶液，循環(huán)伏安掃描，范 圍為0-1.2VvsNHE，掃描速度為100mV/S。根據(jù)Pt元素質(zhì)量歸一后，實驗組的電流密度明 顯高于對照組的電流密度。
[0036] 圖4,為甲醇氧化的循環(huán)伏安曲線的峰值電流對比。圖中觀察到實驗組峰電流密度 達到25. 9mA/mgPt;對照組峰值電流密度僅為13. 7mA/mgPt。
[0037] 表1常見負載型催化劑的制備方法
[0038]
【主權(quán)項】
1. 自還原法定向沉積貴金屬制備Me/W 18049負載型催化劑的方法，其特征在于所述步驟 如下：將鎢源于無水乙醇混合，并超聲攪拌，轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，在180度下反應(yīng)24小時得到 W18O49，將制備得到的具有自還原性的W18O49離心、洗滌、干燥，再將產(chǎn)物與無水乙醇混合，并 超聲30min，向其中加入貴金屬溶液，再進行超聲30min，在磁力攪拌下12小時，洗絳離心即 獲得負載型催化劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使用的貴金屬溶液為K #比14或HAuCl 4溶 液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：貴金屬溶液濃度為lmg/ml-5mg/ml。
【專利摘要】自還原法定向沉積貴金屬制備Me/W18O49負載型催化劑的方法，屬于負載型催化劑材料的制備領(lǐng)域。其特征在于所述步驟如下：將鎢源于無水乙醇混合，并超聲攪拌，轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，在180度下反應(yīng)24小時得到W18O49，將制備得到的具有還原性的W18O49離心、洗滌、干燥，再將產(chǎn)物與無水乙醇混合，并超聲30min，向其中加入貴金屬溶液，再進行超聲30min，在磁力攪拌下12小時，洗滌離心即獲得負載型催化劑。本方案采用還原法，負載過程無需添加其他還原劑，具有定向沉積的選擇性，制備出的負載型催化劑其貴金屬原子收率較高。
【IPC分類】B01J23-68, B01J23-652
【公開號】CN104549267
【申請?zhí)枴緾N201510036670
【發(fā)明人】喬丹, 李釩, 王義智
【申請人】北京工業(yè)大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月25日