本發(fā)明屬于燃料電池催化材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沉淀劑改性的燃料電池陽極催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
直接醇類燃料電池實(shí)質(zhì)是一種質(zhì)子交換膜燃料電池，它是以質(zhì)子交換膜技術(shù)為基礎(chǔ)（以質(zhì)子交換膜為中心，涂有催化劑的電極分布于兩邊）發(fā)展得到。以醇類為燃料代替了質(zhì)子交換膜電池中的氫氣，理論上它的能量密度較高，燃料來源廣泛，不需要通過重整技術(shù)獲得的富氫燃?xì)庾鳛槿剂希剂蠣顟B(tài)為液體，有利于運(yùn)輸和儲存，現(xiàn)有的燃料供應(yīng)系統(tǒng)能夠直接供應(yīng)。其中，人們最早開始研究的直接醇類燃料電池催化劑是pt。但pt在地球中的存儲量稀少，價(jià)格十分昂貴，因此阻礙了其日常生活中的應(yīng)用，人們逐漸將重心轉(zhuǎn)移到非pt金屬催化劑。金屬pd在地球上的儲量相對pt來說比較多，價(jià)格相對pt便宜，因此近年來的研究多圍繞pd基催化劑展開。其中，催化劑載體對催化劑的性能也有著重要影響，首先載體能夠有利于納米顆粒的分散，從而提高其利用率及電流密度；同時(shí)載體也能夠參與到催化反應(yīng)中去，比如與一些反應(yīng)的中間產(chǎn)物發(fā)生作用，從而影響催化劑的催化性能。作為燃料電池催化劑的載體，通常要具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，以利于反應(yīng)的電子傳遞；較大的比表面積，能夠使納米材料均勻分散；良好的耐腐蝕性能，能夠在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等介質(zhì)中長久工作，并能耐一定溫度和電流；較好的結(jié)合能力，能夠使催化劑顆粒穩(wěn)定在載體上。活性炭作為載體的pd基催化劑是dafc最為常見的催化劑，這類材料滿足了陽極催化劑載體的基本要求，但其依然存在著嚴(yán)重的缺點(diǎn)，如pd作為催化劑時(shí)在電催化過程中，由于燃料不完全氧化產(chǎn)生的中間產(chǎn)物co容易使催化劑中毒，從而降低催化活性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種沉淀劑改性的燃料電池陽極催化劑的制備方法。通過添加合適的沉淀劑，對載體材料進(jìn)行改性，能夠顯著改善鈀納米催化劑顆粒在載體表面的分散性，進(jìn)而提高其催化性能。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)施的：
一種沉淀劑改性的燃料電池陽極催化劑的制備方法，具體包括以下步驟：
（1）將cecl3·7h2o和活性炭材料溶于水中并加入沉淀劑超聲1h充分分散，隨后置于一定溫度條件下繼續(xù)磁力攪拌3h得到溶液a，離心洗滌干燥得固體粉末；
（2）將步驟（1）得到的固體粉末轉(zhuǎn)移到管式爐，在400~500℃、保護(hù)氣體氣氛中保溫1h，得到ceo2-c載體；
（3）隨后將ceo2-c載體加入氯鈀酸溶液中超聲攪拌獲得溶液b；
（4）將還原劑溶于水中得溶液c；
（5）將步驟（4）所得的溶液c緩慢逐滴加入步驟（3）所得的溶液b中，室溫下磁力攪拌4h，離心洗滌干燥得沉淀劑改性的燃料電池陽極催化劑。
所述沉淀劑為氫氧化鈉、氨水和尿素中的一種或幾種。
其中原料中的ce與pd元素的摩爾比為1:2~1:1。
步驟（1）中所述的磁力攪拌是在室溫或90℃油浴下進(jìn)行的。
步驟（2）中所述保護(hù)氣體為氮?dú)?、氬氣和氫氣中的一種或幾種。
步驟（1）中cecl3·7h2o和活性炭材料的質(zhì)量比為2:7。
所述氯鈀酸溶液的濃度為18.9mmol/l；所述溶液c的濃度為0.1mol/l。
溶液b與溶液c的體積比為1:2。
步驟（4）中所述還原劑為nabh4。
所述步驟中的離心洗滌的溶劑為無水乙醇或水。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：
沉淀劑制備的ceo2具有金紅石結(jié)構(gòu)，以ceo2和活性炭材料獲得復(fù)合載體，顯著改善鈀納米催化劑顆粒在載體上的分散性，同時(shí)結(jié)合液相還原法獲得尺寸均勻的鈀納米顆粒，對乙醇及甲醇等醇類燃料具有較高的催化活性；另外，復(fù)合載體中的金紅石ceo2晶體也能夠有效降低鈀納米顆粒的表面能，減少中間產(chǎn)物co在催化劑表面的吸附，提高催化劑的穩(wěn)定性。本發(fā)明原料簡單易得，制備工藝穩(wěn)定，達(dá)到了實(shí)用化和工業(yè)化的條件。
附圖說明
圖1是制備的燃料電池陽極催化劑材料的xrd圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1：材料的制備
（1）按照cecl3·7h2o與活性炭材料質(zhì)量比2:7稱取原料，溶于水中磁力攪拌1h充分分散后，逐滴加入1m的naoh溶液至溶液ph=9，并置于室溫下繼續(xù)攪拌3h得到溶液a，水洗離心干燥得固體粉末；
（2）將固體粉末轉(zhuǎn)移到管式爐，在400℃，n2氣氛中保溫1h，得到ceo2-c載體；
（3）按照ce與pd元素的摩爾比為1:2將ceo2-c載體加入18.9mmol/l氯鈀酸溶液中超聲后攪拌至其充分分散得溶液b；
（4）將還原劑nabh4溶于水中得溶液c，溶液c的濃度為0.1mol/l；
（5）將溶液c緩慢逐滴加入溶液b中，溶液b與溶液c的體積比為1:2，室溫下磁力攪拌4h，水洗離心干燥得沉淀劑naoh改性的燃料電池陽極催化劑。
圖1是制備的燃料電池陽極催化劑材料的xrd圖。由圖可知，載體中的ceo2具有金紅石結(jié)構(gòu)，液相還原法獲得鈀納米顆粒。所得催化劑對乙醇催化的比活性為15ma·cm-2，連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)（65℃，0.65v）的衰減率僅為15%。
實(shí)施例2：材料的制備
（1）按照cecl3·7h2o與活性炭材料質(zhì)量比2:7稱取原料，溶于水中磁力攪拌1h充分分散后，逐滴加入1m的氨水溶液至溶液ph=9，并置于室溫下繼續(xù)攪拌3h得到溶液a，無水乙醇洗滌離心干燥得固體粉末；
（2）將固體粉末轉(zhuǎn)移到管式爐，在450℃，ar氣氛中保溫1h，得到ceo2-c載體；
（3）按照ce與pd元素的摩爾比為1:1將ceo2-c載體加入18.9mmol/l氯鈀酸溶液中超聲攪拌獲得溶液b；
（4）將還原劑nabh4溶于水中得溶液c，溶液c的濃度為0.1mol/l；
（5）將溶液c緩慢逐滴加入溶液b中，溶液b與溶液c的體積比為1:2，室溫下磁力攪拌4h，無水乙醇洗滌離心干燥得沉淀劑氨水改性的燃料電池陽極催化劑。所得催化劑對乙醇催化的比活性為12ma·cm-2，連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)（65℃，0.65v）的衰減率僅為12%。
實(shí)施例3：材料的制備
（1）按照cecl3·7h2o與活性炭材料質(zhì)量比2:7，活性炭與沉淀劑尿素質(zhì)量比1:10溶于水中磁力攪拌1h充分分散后置于90℃油浴鍋中繼續(xù)攪拌3h得到溶液a，無水乙醇洗滌離心干燥得固體粉末；
（2）將固體粉末轉(zhuǎn)移到管式爐，在500℃，n2氣氛中保溫1h，得到ceo2-c載體；
（3）按照ce與pd元素的摩爾比為1:1將ceo2-c載體加入18.9mmol/l氯鈀酸溶液中超聲攪拌獲得溶液b；
（4）將還原劑nabh4溶于水中得溶液c，溶液c的濃度為0.1mol/l；
（5）將溶液c緩慢逐滴加入冷卻后溶液b中，溶液b與溶液c的體積比為1:2，室溫下磁力攪拌4h，無水乙醇洗滌離心干燥得沉淀劑尿素改性的燃料電池陽極催化劑。所得催化劑對乙醇催化的比活性為14ma·cm-2，連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)（65℃，0.65v）的衰減率僅為13%。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。