CN107452966B - 一种Ag/C催化剂、其制备方法及担载有该催化剂的电极的制备方法 - Google Patents

一种Ag/C催化剂、其制备方法及担载有该催化剂的电极的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107452966B
CN107452966B CN201610368073.5A CN201610368073A CN107452966B CN 107452966 B CN107452966 B CN 107452966B CN 201610368073 A CN201610368073 A CN 201610368073A CN 107452966 B CN107452966 B CN 107452966B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
electrode
current potential
preparation
supported
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610368073.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107452966A (zh
Inventor
孙公权
张博仑
袁丽只
姜鲁华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201610368073.5A priority Critical patent/CN107452966B/zh
Publication of CN107452966A publication Critical patent/CN107452966A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107452966B publication Critical patent/CN107452966B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8853—Electrodeposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9075—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/9083—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

本发明属于催化剂及其制备技术领域，具体的说涉及一种用于金属空气燃料电池、碱性阴离子交换膜燃料电池及其他碱性条件下的Ag/C氧还原电催化剂及其制备和应用。所述Ag/C催化剂为碳担载的银催化剂，所述碳为电化学处理后的氧化石墨；所述银为纳米粒子，粒径为5～10nm；所述Ag/C催化剂中Ag占整个催化剂的质量含量为5％～90％。该催化剂的制备过程无有毒物质参与，安全无污染、有利于环境保护，该催化剂应用范围广，可用作金属空气燃料电池氧还原催化剂、碱性阴离子交换膜燃料电池氧还原催化剂、以及其他碱性条件下氧还原催化剂。

Description

一种Ag/C催化剂、其制备方法及担载有该催化剂的电极的制 备方法
技术领域
本发明属于催化剂及其制备技术领域，具体的说涉及一种用于金属空气燃料电池、碱性阴离子交换膜燃料电池及其他碱性条件下的氧还原催化剂及其制备和应用。
背景技术
燃料电池是一种环境友好的能源技术因其具有能量密度高、无污染、无噪音等优点，已成为国际上研究的热点。金属空气电池燃料供应丰富、储存寿命长、携带方便、氧电极可采用非贵金属氧还原催化剂；而碱性阴离子交换膜燃料电池，与质子交换膜燃料电池相比，也可采用非Pt氧还原催化剂。
近年来，由于Ag在碱性介质中具有较高活性和稳定性等优势，引起了研究人员的广泛关注。在碱性燃料电池领域已有商品Ag/C催化剂，但其氧还原过电位比Pt/C高50-100mV(J.Electrochem.Soc.152(2005)D117)，尽管Ag/C催化剂的研究取得了很大的进展，但是制备粒径小于20nm且分散均匀的Ag/C催化剂大都在有机相中进行，且需要用PVP(Chem.Mater.14(2002)4736)、柠檬酸钠(J.Phys.Chem.C 114(2010)4324)等有机长链分子做保护剂，这些长链分子覆盖在Ag/C催化剂的表面，使其氧还原活性大幅度降低(J.PowerSources 196(2011)3033)。
文献(Electrochem.Commun.28(2013)100)采用NaBH4作为还原剂，在5℃下反应12h制备了60％Ag/RGO催化剂，虽然制备的催化剂仅为12nm，但是Ag载量大，具有成本高，能耗大，反应时间长等缺点，且RGO传质差，不适宜做ORR催化剂。中国专利CN102581297公开了一种基于氧化石墨烯的可控绿色合成金属纳米材料的方法，采用中性的氧化石墨和硝酸银混合在常温下长时间反应制备Ag/GO复合材料，该方法制备时间长，且制备的材料由于GO的导电性和传质较差不适合做燃料电池催化剂。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，发明了一种Ag/C电催化剂及其制备方法。
为实现上述发明内容，本发明采用以下技术方案来实现：
一种Ag/C催化剂，所述Ag/C催化剂为碳担载的银催化剂，所述碳为电化学处理后的氧化石墨；所述银为纳米粒子，粒径为5～10nm；所述Ag/C催化剂中Ag占整个催化剂的质量含量为5％～90％。
所述催化剂中Ag占整个催化剂的质量含量较优为20％～80％；所述催化剂中Ag占整个催化剂的质量含量最优为40％～60％。
一种担载有所述Ag/C催化剂的电极的制备方法，包括以下制备步骤，
(1)于溶剂中加入氧化石墨和AgNO3并使其混合均匀，得催化
剂前体浆；
(2)于步骤(1)所得催化剂前体浆中加入碱或碱溶液后反应，至形成棕黑色胶体溶液，于所得胶体溶液中加入粘结剂得处理后的催化剂前体浆液；棕黑色胶体溶液为Ag@Ag2O/GO，因为氧化石墨(GO)表面含有大量的含氧官能团，因而制备的Ag表面有部分氧化，这一结果也可以由XPS的表征结果得到验证；
(3)于电极上涂覆步骤(2)所得处理后的催化剂前体浆液，以该电极为工作电极采用三电极体系对其进行电化学扫描处理，得担载有Ag/C催化剂的电极。
步骤(1)中所述溶剂为水、无水乙醇、乙二醇中的一种或两种以上的混合物；所述溶剂中AgNO3的质量浓度为0.0315～12.6mg/ml；所述溶剂中氧化石墨的质量浓度为0.01～4.0mg/ml。
步骤(2)中所述碱溶液为NaOH、KOH中一种或二种的水溶液，质量浓度为0.03024～50.4mg/mL，所述反应体系中碱的质量与AgNO3的质量的比为0.24～2；步骤(2)中所述粘结剂为离子聚合物Nafion；所述粘结剂于所得胶体溶液中的含量为0.1-10mg/ml。
步骤(2)中所述反应温度为室温～200℃；所述反应时间为0.1h～48h；
步骤(3)中所述电极为导电玻璃、玻炭电极、石墨电极、泡沫镍、碳纸、碳布中的一种；步骤(3)中所述电化学扫描过程为以涂覆好处理后的催化剂前体浆液的电极为工作电极，以铂、石墨棒、银、金中的任意一种为对电极，银/氯化银电极、汞/氧化汞电极、饱和甘汞电极中的任意一种为参比电极；所述电化学扫描过程为循环伏安扫描或者恒电位扫描。
所述循环伏安扫描的电位相对于可逆氢电极电位为-0.8V～0.2V中任意一段电位，所述恒电位扫描的电位相对于可逆氢电极电位为-0.8V～0.2V。
所述循环伏安扫描的电位相对于可逆氢电极电位较优为-0.6～0V中任意一段电位；所述恒电位扫描的电位相对于可逆氢电极电位较优为-0.6～0V；所述循环伏安扫描的电位相对于可逆氢电极电位最优为-0.4～-0.2V中任意一段电位；所述恒电位扫描的电位相对于可逆氢电极电位最优为-0.4～-0.2V。当扫描电位过低时，电极上会有析氢反应，生成的氢汽泡会导致催化剂脱落；当扫描电位过高时，催化剂中的氧化石墨不能被还原，会导致催化剂的导电性差，同时电位过高时催化剂中的Ag2O也无法还原，从而导致催化剂的催化性能较差。所述恒电位扫描的时间为5s～2h；所述循环伏安扫描的扫描速率1mV/s～1000mV/s，扫描圈数为1～1000圈。
一种所述Ag/C催化剂的制备方法，于所得担载有Ag/C催化剂的电极上剥离催化剂得Ag/C催化剂，剥离方法为刮取等。
与现有技术相比，本发明所述Ag/C催化剂及其制备方法具有以下优点：该催化剂的制备过程无有毒物质参与，安全无污染、有利于环境保护，由于该催化剂在制备过程中未使用表面活性剂，因而具有较高的催化活性；该催化剂应用范围广，可用作金属空气燃料电池氧还原催化剂、碱性阴离子交换膜燃料电池氧还原催化剂、以及其他碱性条件下氧还原催化剂。
附图说明：
图1为比较例1制备的催化剂的前体Ag@Ag2O/GO的TEM图。
图2为根据比较例1、实施例1制备的Ag@Ag2O/GO和Ag/C催化剂在氧气饱和的0.1MNaOH电解液中转速为1600转每分钟的条件下的ORR极化曲线。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做详细的描述。当然本发明并不仅限于这些具体的实施例。
比较例1：
称取10mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入31.5mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取30mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应2h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。
实施例1：
称取10mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入31.5mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取30mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应2h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入100μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.8～0.2V(相对于可逆氢电极电位)下以10mV/s的速率扫描30圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例2：
称取0.2mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入0.63mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取0.1512mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应0.1h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入40μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.8V(相对于可逆氢电极电位)下维持100s，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例3：
称取80mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入252mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取504mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应48h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入4mL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.6～0V(相对于可逆氢电极电位)下以100mV/s的速率扫描30圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例4：
称取20mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入63mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取100mg KOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应12h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入100μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.4V(相对于可逆氢电极电位)下维持100s，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例5：
称取30mg氧化石墨(GO)，分散于10ml无水乙醇中，超声分散30min；再加入94.5mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取100mg NaOH，溶解于10ml无水乙醇中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；室温下反应12h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入100μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.8～-0.2V(相对于可逆氢电极电位)下以10mV/s的速率扫描100圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例6：
称取10mg氧化石墨(GO)，分散于10ml乙二醇中，超声分散30min；再加入31.5mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取30mg NaOH，溶解于10ml乙二醇中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至200℃，反应1h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入200μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.6～-0.4V(相对于可逆氢电极电位)下以1000mV/s的速率扫描300圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例7：
称取50mg氧化石墨(GO)，分散于10ml无水乙醇中，超声分散30min；再加入157.5mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取150mg NaOH，溶解于10ml无水乙醇中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至60℃，反应10h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入500μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.6V(相对于可逆氢电极电位)下维持5s，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例8：
称取2mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入6.3mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取6mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应2h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入700μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.4V(相对于可逆氢电极电位)下维持1h，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例9：
称取60mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入189mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取180mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应14h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入1mL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.7～0V(相对于可逆氢电极电位)下以10mV/s的速率扫描500圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例10：
称取30mg氧化石墨(GO)，分散于10ml无水乙醇中，超声分散30min；再加入94.5mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取100mg KOH，溶解于10ml无水乙醇中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至40℃，反应6h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入1500μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.7V(相对于可逆氢电极电位)下维持1000s，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例11：
称取40mg氧化石墨(GO)，分散于10ml乙二醇中，超声分散30min；再加入126mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取150mg KOH，溶解于10ml乙二醇中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至150℃，反应2h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入300μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.5～-0.3V(相对于可逆氢电极电位)下以1mV/s的速率扫描1圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例12：
称取70mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入220.5mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取220mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应4h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入600μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.5V(相对于可逆氢电极电位)下维持2h，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例13：
称取15mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入47.25mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取45mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应7h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入700μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.1V(相对于可逆氢电极电位)下维持350s，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例14：
称取20mg氧化石墨(GO)，分散于10ml无水乙醇中，超声分散30min；再加入63mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取60mg NaOH，溶解于10ml无水乙醇中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至50℃，反应8h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入800μL5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.5～-0.1V(相对于可逆氢电极电位)下以30mV/s的速率扫描5圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例15：
称取30mg氧化石墨(GO)，分散于10ml去离子水中，超声分散30min；再加入94.5mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取90mg NaOH，溶解于10ml去离子水中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至100℃，反应9h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入900μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.4～-0.2V(相对于可逆氢电极电位)下以1000mV/s的速率扫描1000圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
实施例16：
称取20mg氧化石墨(GO)，分散于10ml乙二醇中，超声分散30min；再加入63mg的AgNO3于上述GO溶液中，持续超声30min；称取60mg NaOH，溶解于10ml乙二醇中，磁力搅拌下把NaOH溶液缓慢滴入反应液中；升高温度至130℃，反应5h得棕黑色胶体记为Ag@Ag2O/GO。在得到的Ag@Ag2O/GO胶体中加入100μL 5wt.％Nafion溶液得催化剂前体浆液，之后将催化剂前体浆液滴涂到玻炭电极上，于0.1M NaOH中在-0.8～-0.2V(相对于可逆氢电极电位)下以50mV/s的速率扫描50圈，将得到的催化剂从电极上刮下来得到Ag/C催化剂。
图1为比较例1制备的催化剂的前体Ag@Ag2O/GO的TEM图，从图中可以看出Ag@Ag2O纳米粒子均匀的附着在氧化石墨片层上。
图2为根据比较例1、实施例1制备的Ag@Ag2O/GO和Ag/C催化剂在氧气饱和的0.1MNaOH电解液中转速为1600转每分钟的条件下的ORR极化曲线。从图中可以看出经过电化学处理制备得到的Ag/C的氧还原活性远高于Ag@Ag2O/GO，这是由于Ag@Ag2O/GO中GO片导电性较差而且容易堆叠在一起，因而氧还原活性较低而经过电化学处理后得到的Ag/C，GO片会被电化学还原，导电性增加，因而氧还原活性大大增加。

Claims (8)

1.一种担载有Ag /C催化剂的电极的制备方法，其特征在于：
包括以下制备步骤，
（1）于溶剂中加入氧化石墨和AgNO3并使其混合均匀，得催化剂前体浆；
（2）于步骤（1）所得催化剂前体浆中加入碱或碱溶液后反应，至形成棕黑色胶体溶液，于所得胶体溶液中加入粘结剂得处理后的催化剂前体浆液；
（3）于电极上涂覆步骤（2）所得处理后的催化剂前体浆液，以该电极为工作电极采用三电极体系对其进行电化学扫描处理，得担载有Ag/C催化剂的电极；所述Ag/C催化剂为碳担载的银催化剂，所述碳为电化学处理后的氧化石墨；所述银为纳米粒子，粒径为5~10 nm；所述Ag/C催化剂中Ag占整个催化剂的质量含量为5%～90%，
步骤（3）中所述电极为导电玻璃、玻炭电极、石墨电极、泡沫镍、碳纸、碳布中的一种；
步骤（3）中所述电化学扫描处理过程为以涂覆好处理后的催化剂前体浆液的电极为工作电极，以铂、石墨棒、银、金中的任意一种为对电极，银/氯化银电极、汞/氧化汞电极、饱和甘汞电极中的任意一种为参比电极；
所述电化学扫描过程为循环伏安扫描或者恒电位扫描；所述循环伏安扫描的电位相对于可逆氢电极电位为-0.8V ～ 0.2V中任意一段电位，所述恒电位扫描的电位相对于可逆氢电极电位为-0.8 V ～ 0.2V。
2.如权利要求1所述担载有Ag/C催化剂的电极的制备方法，其特征在于：
步骤（1）中所述溶剂为水、无水乙醇、乙二醇中的一种或两种以上的混合物；所述溶剂中AgNO3的质量浓度为0.0315～12.6 mg/ml；所述溶剂中氧化石墨的质量浓度为0.01～4.0mg/ml。
3.如权利要求1所述担载有Ag/C催化剂的电极的制备方法，其特征在于：
步骤（2）中所述碱溶液为NaOH、KOH中一种或二种的水溶液，质量浓度为0.03024 ~50.4 mg/mL，所述反应体系中碱的质量与AgNO3的质量的比为0.24 ~ 2；步骤（2）中所述粘结剂为离子聚合物Nafion；所述粘结剂于所得胶体溶液中的含量为0.1-10 mg/ml。
4.如权利要求1所述担载有Ag/C催化剂的电极的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述反应温度为室温～200℃；所述反应时间为0.1 h～48h。
5.如权利要求1所述担载有Ag/C催化剂的电极的制备方法，其特征在于：
所述循环伏安扫描的电位相对于可逆氢电极电位为-0.6 ~ 0 V中任意一段电位；所述恒电位扫描的电位相对于可逆氢电极电位为-0.6 ~ 0 V。
6.如权利要求1所述担载有Ag/C催化剂的电极的制备方法，其特征在于：
所述循环伏安扫描的电位相对于可逆氢电极电位为-0.4 ~ -0.2 V中任意一段电位；所述恒电位扫描的电位相对于可逆氢电极电位为-0.4 ~ -0.2V 。
7.如权利要求1所述担载有Ag/C催化剂的电极的制备方法，其特征在于：恒电位扫描的时间为5 s ~ 2 h；循环伏安扫描的扫描速率1 mV/s ~ 1000 mV/s，扫描圈数为1 ~ 1000圈。
8.一种利用权利要求1-7任一所述方法制备Ag /C催化剂的方法，其特征在于： 于权利要求1-7任一所得担载有Ag/C催化剂的电极上剥离催化剂得到Ag/C催化剂。
CN201610368073.5A 2016-05-30 2016-05-30 一种Ag/C催化剂、其制备方法及担载有该催化剂的电极的制备方法 Active CN107452966B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610368073.5A CN107452966B (zh) 2016-05-30 2016-05-30 一种Ag/C催化剂、其制备方法及担载有该催化剂的电极的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610368073.5A CN107452966B (zh) 2016-05-30 2016-05-30 一种Ag/C催化剂、其制备方法及担载有该催化剂的电极的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107452966A CN107452966A (zh) 2017-12-08
CN107452966B true CN107452966B (zh) 2019-09-24

Family

ID=60484798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610368073.5A Active CN107452966B (zh) 2016-05-30 2016-05-30 一种Ag/C催化剂、其制备方法及担载有该催化剂的电极的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107452966B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108767274A (zh) * 2018-05-14 2018-11-06 东莞理工学院 一种Ag/C催化剂及其制备方法
RU2686223C1 (ru) * 2018-09-21 2019-04-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ синтеза нанокомпозитов Ag/C

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4091175A (en) * 1975-11-05 1978-05-23 Siemens Aktiengesellschaft Air electrode for electrochemical cells
CN104437482A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种Ag/GO/C催化剂及其制备和应用
CN104707603A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种Pt-PbOx/C催化剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4091175A (en) * 1975-11-05 1978-05-23 Siemens Aktiengesellschaft Air electrode for electrochemical cells
CN104437482A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种Ag/GO/C催化剂及其制备和应用
CN104707603A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种Pt-PbOx/C催化剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107452966A (zh) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhu et al. Facile preparation of carbon-supported Pd nanoparticles for electrocatalytic oxidation of formic acid
CN103227334B (zh) 一种碳载金属催化剂及其制备方法和应用
CN101740785B (zh) 一种钯/石墨烯纳米电催化剂及其制备方法
CN103357401B (zh) 一种钯基催化剂的制备方法
CN104716333B (zh) 一种有序化气体扩散电极及其制备方法和应用
CN102881916B (zh) 载有双壳层核壳催化剂的气体扩散电极及其制备和应用
CN102088091A (zh) 一种燃料电池用碳载核壳型铜-铂催化剂及其制备方法
CN102723504A (zh) 一种多壁碳纳米管载核壳型银-铂阴极催化剂及制备方法
CN103752328B (zh) 一种用于燃料电池的空心核壳催化剂的制备方法
CN103441287A (zh) 一种直接甲醇燃料电池膜电极的制备方法
CN104667910B (zh) Pt‑Pd合金型催化剂的制备方法
CN104393312B (zh) 高活性、高稳定性直接甲醇燃料电池用超低铂载量Pt-CoP/C阳极电催化剂的制法
CN103915633B (zh) 一种复合碳纤维载金属催化剂及其制备方法和应用
Xue et al. Pd nanoparticles supported on PDDA-functionalized carbon black with enhanced ORR activity in alkaline medium
CN105702973A (zh) 一种燃料电池用催化剂表面改性的方法
CN105810957A (zh) 一种铂/氢氧化镍-氢氧化钴/石墨烯三维复合催化剂的制备及应用
CN103143348A (zh) 一种用于直接甲酸燃料电池的Pd@Pt燃料电池催化剂的制备方法
Gao et al. Methanol tolerant core-shell RuFeSe@ Pt/C catalyst for oxygen reduction reaction
CN106622301A (zh) 一种分级结构的MoS2纳米球双功能氧催化剂及其制备方法和应用
Li et al. Preparation and characterizations of highly dispersed carbon supported PdxPty/C catalysts by a modified citrate reduction method for formic acid electrooxidation
CN107452966B (zh) 一种Ag/C催化剂、其制备方法及担载有该催化剂的电极的制备方法
CN109731599B (zh) 一种2D氧还原催化剂Fe3O4@FeNC纳米片的制备方法
CN103191757A (zh) 一种PdNiW/C三元合金纳米催化剂及其制备方法
CN104659382B (zh) 一种碱性直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备方法
CN110586127A (zh) 一种铂钴双金属纳米空心球的制备方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant