CN1830552A - 一种碳负载中空钴－铂纳米粒子电催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种碳负载中空钴－铂纳米粒子电催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1830552A CN1830552A CNA2006100501710A CN200610050171A CN1830552A CN 1830552 A CN1830552 A CN 1830552A CN A2006100501710 A CNA2006100501710 A CN A2006100501710A CN 200610050171 A CN200610050171 A CN 200610050171A CN 1830552 A CN1830552 A CN 1830552A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobalt
- platinum
- nano
- hollow
- carbon
- 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.)
- Granted
Links
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 27
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 title claims description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 11
- GUBSQCSIIDQXLB-UHFFFAOYSA-N cobalt platinum Chemical compound [Co].[Pt].[Pt].[Pt] GUBSQCSIIDQXLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 90
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 40
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- AVMBSRQXOWNFTR-UHFFFAOYSA-N cobalt platinum Chemical compound [Pt][Co][Pt] AVMBSRQXOWNFTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 14
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims description 8
- CEYULKASIQJZGP-UHFFFAOYSA-L disodium;2-(carboxymethyl)-2-hydroxybutanedioate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(C(=O)O)CC([O-])=O CEYULKASIQJZGP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims description 4
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 238000009938 salting Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 17
- 229910020707 Co—Pt Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 12
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical compound CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical group Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
本发明公开的碳负载中空的钴一铂纳米粒子电催化剂，负载在碳载体上的纳米粒子为中空结构，中空结构的内层是金属钴，外表层是金属铂。其制备步骤如下：1)将钴盐溶解在去离子水中，加入稳定剂，通入氮气除去溶液中的氧；2)在氮气保护下，逐滴加入硼氢化钠溶液，反应30～50分钟使溶液中的钴离子还原为金属纳米粒子，再逐滴加入铂盐溶液，反应30～60分钟；3)加入纳米碳载体搅拌1－2小时，经过滤、洗涤、烘干，获得中空的钴－铂/碳纳米电催化剂。本发明的碳负载中空钴一铂纳米粒子电催化剂，不仅可提高贵金属铂的利用率，而且比一般的实心Pt/C电催化剂具有更好的电催化性能，在燃料电池中具有广泛的应用。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池中的电催化剂及其制备方法，尤其是涉及碳负载中空钴-铂纳米粒子电催化剂及其制备方法。
背景技术
碳负载铂和铂合金纳米粒子以其优异的催化性能，作为催化剂，尤其是作为燃料电池中的电催化剂得到了广泛的应用。但是作为燃料电池电催化剂，金属铂纳米粒子的催化性能与其粒径、载量、分散性和表面积等有着密切的关系。另一方面铂昂贵的价格也使其实际应用受到了一定的限制。因此，人们通常通过减小铂粒子的粒径、并将金属铂粒子高度分散在碳载体上来提高金属铂粒子的电催化性能。
作为电催化剂应用的铂纳米粒子一般需要负载在一定的载体上，碳材料是最常用的载体。一些特殊的碳载体表面具有大量的官能团，与表面负载的贵金属纳米粒子存在一定的相互作用，可以改善贵金属纳米粒子的电催化性能和催化性能的稳定性。同时，铂金属纳米粒子在碳载体上的高度分散可以提高铂纳米粒子的利用率，大大节约贵金属铂的用量。XC-72纳米碳和碳纳米管具有高的比表面，通常可以作为电催化剂的载体使用。研究证明XC-72纳米碳和碳纳米管负载的铂和铂合金纳米粒子作为电催化剂具有良好的电催化性能。但是这些铂和铂合金纳米粒子是实心的纳米粒子，使得贵金属铂的利用率不是很高。
最近中空的金属纳米结构以高的比表面积、较低的密度、低的成本以及节省材料等优点使其与相应的非中空金属纳米材料有着不同的物理化学性能，因此引起了人们的广泛关注。目前，这种中空金属纳米粒子的制备方法主要是基于一种模板方法。常用的模板有介孔氧化铝、聚乙烯纳米微球、硅球和囊泡等。这种方法首先是将金属在这些模板上还原出来，然后再通过一些加热或者是溶解的方法将模板除去，最后就得到了中空的金属纳米结构。Sun等提出了一种合
成中空贵金属纳米结构的方法(Metal nanostructures with hollow interior，Adv.Mater.，2003，15：7-8)，这种方法的主要原理是基于金属间的置换反应，首先在溶液中用化学还原法合成出较为活泼的金属银纳米粒子，然后加入贵金属金、铂或者钯的盐前驱物，在100℃的条件下回流最后得到了金、铂或者钯的中空纳米结构。另一方面，如果在中空纳米粒子中里面的内层是较便宜的金属(如金属钴)，外面的表层是具有电催化性能的贵金属(如铂)，这种中空的钴-铂纳米粒子将具有优异的电催化性能。但是，到目前为止还没有发现碳负载中空的钴-铂纳米粒子电催化剂的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有优异电催化性能的碳负载中空钴-铂纳米粒子电催化剂及其制备方法。
发明的碳负载中空的钴-铂纳米粒子电催化剂，负载在碳载体上的纳米粒子为中空结构，中空结构的内层是金属钴，外表层是金属铂，催化剂中铂的质量百分数为10～20％，钴的质量百分数为3～17％，其余为碳。
碳负载中空钴-铂纳米粒子电催化剂的制备方法，其步骤如下：
1)将钴盐溶解在去离子水中，配制浓度为0.002-0.006mol/L钴盐水溶液，加入适量的稳定剂，使稳定剂在钴盐水溶液中的浓度为0.002-0.006mol/L，通入氮气除去溶液中的氧；
2)在氮气保护下，逐滴加入硼氢化钠的溶液，硼氢化钠与钴盐的摩尔比为1∶1～1∶1.1，反应30～50分钟使溶液中的钴离子还原为金属纳米粒子，再逐滴加入浓度为0.001-0.01mol/L的铂盐溶液，铂盐与钴盐的摩尔比为1∶4～1∶6，继续搅拌反应30～60分钟；
3)加入纳米碳载体搅拌1～2小时，经过滤、洗涤、烘干，获得中空的钴-铂/碳纳米电催化剂。
本发明中，所说的铂盐为氯铂酸或氯铂酸钾。所说的钴盐为氯化钴或者硫酸钴。所说的纳米碳载体为XC-72纳米碳或碳纳米管。所说的稳定剂为柠檬酸钠或聚乙烯吡咯烷酮。
本发明与现有技术比较具有以下有益效果：
本发明的碳负载中空钴-铂纳米粒子电催化剂，负载在碳载体上的纳米粒子为中空结构，中空结构的内层是金属钴，外表层是具有电催化性能的贵金属铂，因此可以提高贵金属铂的利用率及其电催化性能。本发明方法合成的中空Co-Pt/C电催化剂比一般的实心Pt/C电催化剂具有更好的电催化性能，在燃料电池中具有广泛的应用。
具体实施方式
实施例1：
100毫升0.002mol/L氯化钴溶液，加入到250毫升的三颈烧瓶中，然后加入柠檬酸钠，柠檬酸钠在合成溶液中浓度为0.002mol/L。用磁力搅拌器不断搅拌，并向合成溶液中通入氮气15分钟后，逐滴加入11mL硼氢化钠溶液，浓度为0.02mol/L，反应过程中保持通入氮气。待反应40分钟后，再向合成溶液中滴加50毫升0.001mol/L氯铂酸溶液，磁力搅拌30分钟后，再加入37毫克XC-72纳米碳，继续通氮气并搅拌1小时后将烧瓶中的混合物经过过滤后用丙酮以及去离子水充分洗涤，在90℃烘干，得到中空的Co-Pt/XC-72电催化剂(铂的质量分数为20％，钴的质量分数为6％)。透射电镜观察表明催化剂中的纳米粒子为中空的纳米颗粒，并均匀地分布在XC-72纳米碳载体上，其平均直径为23nm左右，壳的厚度3nm左右。
作为比较，直接用硼氢化钠作为还原剂还原氯铂酸的方法，合成一般Pt/XC-72纳米电催化剂(铂的质量分数为20％)。透射电镜观察表明催化剂中铂纳米粒子不是中空的纳米颗粒，其平均粒径为4.8nm。
电催化性能测试比较：将少量的催化剂与适量的5％的Nafion溶液和去离子水在超声波作用下混合均匀，将该均匀的混合物涂在玻璃碳电极上，在80℃下烘干后作为测量用的工作电极。电化学测量时参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，铂片为对电极，电解液为2M CH3OH+1M H2SO4，温度30℃。用循环伏安法比较催化剂对甲醇电化学氧化的电催化活性。
在相同条件下测得在中空的Co-Pt/XC-72电催化剂上甲醇电氧化的峰电流为11.2mA；在一般的Pt/XC-72纳米电催化剂上甲醇电氧化的峰电流为5.3mA。说明前者比后者对甲醇的电化学氧化具有更高电催化活性。
实施例2：
100毫升0.006mol/L氯化钴溶液，加入到250毫升的三颈烧瓶中，然后加入柠檬酸钠，柠檬酸钠在合成溶液中浓度为0.006mol/L。用磁力搅拌器不断搅拌，并向合成溶液中通入氮气，20分钟后，逐滴加入32mL硼氢化钠溶液，浓度为0.02mol/L，反应过程中保持通入氮气。待反应50分钟后，再向合成溶液中滴加10毫升0.01mol/L氯铂酸钾溶液，磁力搅拌40分钟后，再加入62毫克XC-72纳米碳，继续通氮气并搅拌2小时后将烧瓶中的混合物经过过滤后用丙酮以及去离子水充分洗涤，在90℃烘干，得到中空的Co-Pt/XC-72电催化剂(铂的质量分数为20％，钴的质量分数为17％)。透射电镜观察表明催化剂中纳米粒子是中空的纳米颗粒，并均匀地分布在XC-72纳米碳载体上，其平均直径为25nm左右，壳的厚度4nm左右。
作为比较，直接用硼氢化钠作为还原剂还原氯铂酸钾的方法，合成一般Pt/XC-72纳米电催化剂(铂的质量分数为20％)。透射电镜观察表明催化剂中铂纳米粒子不是中空的纳米颗粒，其平均粒径为4.8nm。
按实施例1的方法进行电催化性能测试比较。
在相同条件下测得在中空的Co-Pt/XC-72电催化剂上甲醇电氧化的峰电流为10.2mA；在一般的Pt/XC-72纳米电催化剂上甲醇电氧化的峰电流为5.2mA。说明前者比后者对甲醇的电化学氧化具有更高电催化活性。
实施例3：
100毫升0.004mol/L硫酸钴溶液，加入到250毫升的三颈烧瓶中，然后加入柠檬酸钠，柠檬酸钠在合成溶液中浓度为0.004mol/L。用磁力搅拌器不断搅拌，并向合成溶液中通入氮气，15分钟后，逐滴加入20mL硼氢化钠溶液，浓度为0.02mol/L，反应过程中保持通入氮气。待反应40分钟后，再向合成溶液中滴加25毫升0.004mol/L氯铂酸溶液，磁力搅拌30分钟后，再加入74毫克碳纳米管，继续通氮气并搅拌1小时后将烧瓶中的混合物经过过滤后用丙酮以及去离子水充分洗涤，在90℃烘干，得到中空Pt/CNTs电催化剂(铂的质量分数为20％，钴的质量分数为6％，)。透射电镜观察表明催化剂中纳米粒子是中空的纳米颗粒，并均匀地分布在纳米碳管上，其平均直径为24nm左右，壳的厚度2.7nm左右。
作为比较，直接用硼氢化钠作为还原剂还原氯铂酸的方法，合成一般Pt/CNTs纳米电催化剂(铂的质量分数为20％)。透射电镜观察表明催化剂中铂纳米粒子不是中空的纳米颗粒，其平均粒径为4.5nm。
按实施例1的方法进行电催化性能测试比较。
在相同条件下测得在中空的Co-Pt/CNTs电催化剂上甲醇电氧化的峰电流为11.3mA；在一般的Pt/CNTs电催化剂上甲醇电氧化的峰电流为6.5mA。说明前者比后者对甲醇的电化学氧化具有更高电催化活性。
实施例4：
100毫升0.0025mol/L氯化钴溶液，加入到250毫升的三颈烧瓶中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮在合成溶液中浓度为0.0025mol/L。用磁力搅拌器不断搅拌，并向合成溶液中通入氮气，15分钟后，逐滴加入13ml硼氢化钠溶液，浓度为0.02mol/L，反应过程中保持通入氮气。待反应35分钟后，再向合成溶液中滴加25毫升0.002mol/L氯铂酸溶液，磁力搅拌30分钟后，再加入84毫克XC-72纳米碳，继续通氮气并搅拌1小时后将烧瓶中的混合物经过过滤后用丙酮以及去离子水充分洗涤，在90℃烘干，得到中空的Co-Pt/XC-72电催化剂(铂的质量分数为10％，钴的质量分数为6％)。透射电镜观察表明催化剂中纳米粒子是中空的纳米颗粒，并均匀地分布在XC-72纳米碳载体上，其平均直径为22nm左右，壳的厚度2.6nm左右。
作为比较，直接用硼氢化钠作为还原剂还原氯铂酸的方法，合成一般Pt/XC-72纳米电催化剂(铂的质量分数为10％)。透射电镜观察表明催化剂中铂纳米粒子不是中空的纳米颗粒，其平均粒径为4.5nm。
按实施例1的方法进行电催化性能测试比较。在相同条件下测得在中空Co-Pt/XC-72电催化剂上甲醇电氧化的峰电流为6.5mA；在一般的Pt/XC-72纳米电催化剂上甲醇电氧化的峰电流为3.4mA。说明前者比后者对甲醇的电化学氧化具有更高电催化活性。
Claims (6)
1.一种碳负载中空的钴-铂纳米粒子电催化剂，其特征在于负载在碳载体上的纳米粒子为中空结构，中空结构的内层是金属钴，外表层是金属铂，催化剂中铂的质量百分数为10～20％，钴的质量百分数为3～17％，其余为碳。
2.根据权利要求1所述的碳负载中空的钴-铂纳米粒子电催化剂的制备方法，其特征在于步骤如下：
1)将钴盐溶解在去离子水中，配制浓度为0.002-0.006mol/L钴盐水溶液，加入适量的稳定剂，使稳定剂在钴盐水溶液中的浓度为0.002-0.006mol/L，通入氮气除去溶液中的氧；
2)在氮气保护下，逐滴加入硼氢化钠的溶液，硼氢化钠与钴盐的摩尔比为1∶1～1∶1.1，反应30～50分钟使溶液中的钴离子还原为金属纳米粒子，再逐滴加入浓度为0.001-0.01mol/L的铂盐溶液，铂盐与钴盐的摩尔比为1∶4～1∶6，继续搅拌反应30～60分钟；
3)加入纳米碳载体搅拌1-2小时，经过滤、洗涤、烘干，获得中空的钴-铂/碳纳米电催化剂。
3.根据权利要求2所述的碳负载中空钴-铂纳米粒子电催化剂的制备方法，其特征在于所说的铂盐为：氯铂酸或氯铂酸钾。
4.根据权利要求2所述的碳负载中空钴-铂纳米粒子电催化剂的制备方法，其特征在于所说的钴盐为：氯化钴或硫酸钴。
5.根据权利要求2所述的碳负载中空钴-铂纳米粒子电催化剂的制备方法，其特征在于所说的纳米碳载体为XC-72纳米碳或碳纳米管。
6.根据权利要求2所述的碳负载中空钴-铂纳米粒子电催化剂的制备方法，其特征在于所说的稳定剂为柠檬酸钠或聚乙烯吡咯烷酮。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100501710A CN100349656C (zh) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | 一种碳负载中空钴－铂纳米粒子电催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100501710A CN100349656C (zh) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | 一种碳负载中空钴－铂纳米粒子电催化剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1830552A true CN1830552A (zh) | 2006-09-13 |
| CN100349656C CN100349656C (zh) | 2007-11-21 |
Family
ID=36993143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2006100501710A Expired - Fee Related CN100349656C (zh) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | 一种碳负载中空钴－铂纳米粒子电催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100349656C (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101728541B (zh) * | 2008-10-17 | 2011-12-21 | 北京化工大学 | 一种碳纳米管负载钴铂合金催化剂的制备方法 |
| CN103063832A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-24 | 福州大学 | 基于铂纳米颗粒模拟酶的免疫分析方法 |
| CN104174421A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-12-03 | 浙江大学 | 一种用于芳硝基化合物选择性加氢反应的多相催化剂及其应用 |
| CN104259476A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-01-07 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 钯纳米粒子及其制备方法 |
| CN104607206A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 广西师范大学 | 基于低共熔溶剂的多壁碳纳米管载PtCo催化剂及其制备方法与应用 |
| CN104971737A (zh) * | 2014-04-09 | 2015-10-14 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种PtCo纳米空心球、其制备方法及应用 |
| CN105680054A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种低温燃料电池用担载型空心结构合金催化剂的制备方法 |
| CN106253088A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-21 | 孟玲 | 一种防止静电干扰的电力柜 |
| CN110013860A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-16 | 西安交通大学 | 一种Pt-硼酸钴催化剂的制备方法 |
| CN110280292A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-27 | 浙江工业大学 | 一种复合铂纳米颗粒和金属氮化物材料催化剂及其制备方法和应用 |
| CN110586127A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-20 | 广西大学 | 一种铂钴双金属纳米空心球的制备方法及其应用 |
| CN110960696A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-07 | 西南大学 | 具有类生物酶活性的中空氧化钴@金铂纳米球的制备方法 |
| CN111653792A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-09-11 | 广西大学 | 一种同步制备多级孔钴和氮共掺杂纳米棒负载铂钴合金纳米氧还原电催化剂的方法 |
| CN112768714A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-05-07 | 重庆师范大学 | 一种氮掺杂碳包覆的空心铂钴合金纳米颗粒电催化剂及其制备方法 |
| CN113363515A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-07 | 北京未来氢能科技有限公司 | 一种碳材料负载铂催化剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19852547A1 (de) * | 1998-11-13 | 2000-05-18 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Wasserlösliche nanostrukturierte Metalloxid-Kolloide und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| CN1293969C (zh) * | 2003-11-14 | 2007-01-10 | 中国科学院化学研究所 | 一种纳米贵金属空心球的制备方法 |
| CN1243124C (zh) * | 2004-06-10 | 2006-02-22 | 复旦大学 | 一种介孔贵金属空心微囊的制备方法 |
| CN1329108C (zh) * | 2005-02-13 | 2007-08-01 | 复旦大学 | 一种贵金属空心微囊的制备方法 |
| CN100391661C (zh) * | 2005-10-24 | 2008-06-04 | 南京大学 | 一种微米/亚微米铜银双金属纳米球壳的制备方法 |
-
2006
- 2006-04-03 CN CNB2006100501710A patent/CN100349656C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101728541B (zh) * | 2008-10-17 | 2011-12-21 | 北京化工大学 | 一种碳纳米管负载钴铂合金催化剂的制备方法 |
| CN103063832A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-24 | 福州大学 | 基于铂纳米颗粒模拟酶的免疫分析方法 |
| CN104971737A (zh) * | 2014-04-09 | 2015-10-14 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种PtCo纳米空心球、其制备方法及应用 |
| CN104971737B (zh) * | 2014-04-09 | 2017-12-01 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种PtCo纳米空心球、其制备方法及应用 |
| CN104174421A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-12-03 | 浙江大学 | 一种用于芳硝基化合物选择性加氢反应的多相催化剂及其应用 |
| CN104259476A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-01-07 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 钯纳米粒子及其制备方法 |
| CN105680054A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种低温燃料电池用担载型空心结构合金催化剂的制备方法 |
| CN104607206A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 广西师范大学 | 基于低共熔溶剂的多壁碳纳米管载PtCo催化剂及其制备方法与应用 |
| CN106253088A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-21 | 孟玲 | 一种防止静电干扰的电力柜 |
| CN110013860B (zh) * | 2019-04-19 | 2020-07-10 | 西安交通大学 | 一种Pt-硼酸钴催化剂的制备方法 |
| CN110013860A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-16 | 西安交通大学 | 一种Pt-硼酸钴催化剂的制备方法 |
| CN110280292A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-27 | 浙江工业大学 | 一种复合铂纳米颗粒和金属氮化物材料催化剂及其制备方法和应用 |
| CN110280292B (zh) * | 2019-07-09 | 2022-04-29 | 浙江工业大学 | 一种复合铂纳米颗粒和金属氮化物材料催化剂及其制备方法和应用 |
| CN110586127A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-20 | 广西大学 | 一种铂钴双金属纳米空心球的制备方法及其应用 |
| CN110586127B (zh) * | 2019-08-21 | 2023-01-10 | 广西大学 | 一种铂钴双金属纳米空心球的制备方法及其应用 |
| CN110960696A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-07 | 西南大学 | 具有类生物酶活性的中空氧化钴@金铂纳米球的制备方法 |
| CN110960696B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-12-24 | 西南大学 | 具有类生物酶活性的中空氧化钴@金铂纳米球的制备方法 |
| CN111653792A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-09-11 | 广西大学 | 一种同步制备多级孔钴和氮共掺杂纳米棒负载铂钴合金纳米氧还原电催化剂的方法 |
| CN112768714A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-05-07 | 重庆师范大学 | 一种氮掺杂碳包覆的空心铂钴合金纳米颗粒电催化剂及其制备方法 |
| CN113363515A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-07 | 北京未来氢能科技有限公司 | 一种碳材料负载铂催化剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100349656C (zh) | 2007-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100349656C (zh) | 一种碳负载中空钴－铂纳米粒子电催化剂及其制备方法 | |
| Douk et al. | Novel fabrication of PdCu nanostructures decorated on graphene as excellent electrocatalyst toward ethanol oxidation | |
| Jukk et al. | Oxygen reduction on Pd nanoparticle/multi-walled carbon nanotube composites | |
| CN102277622B (zh) | 一种铜铂超晶格合金纳米管及其制备方法 | |
| WO2008070482A2 (en) | Nanowire supported catalysts for fuel cell electrodes | |
| CN1872417A (zh) | 一种燃料电池用核壳催化剂及其制备方法 | |
| Du et al. | Surfactant-free and template-free electrochemical approach to prepare well-dispersed Pt nanosheets and their high electrocatalytic activities for ammonia oxidation | |
| Tang et al. | Size-controlled synthesis of colloidal platinum nanoparticles and their activity for the electrocatalytic oxidation of carbon monoxide | |
| US20210016253A1 (en) | Highly dispersed ultra-small size carbon-supported noble metal catalyst and preparation method thereof | |
| CN101740786A (zh) | 一种PtRu/石墨烯纳米电催化剂及其制备方法 | |
| Elbasri et al. | Synthesis of carbon nanofibers/poly (para-phenylenediamine)/nickel particles nanocomposite for enhanced methanol electrooxidation | |
| Habibi et al. | Palladium nanoparticles/nanostructured carbon black composite on carbon–ceramic electrode as an electrocatalyst for formic acid fuel cells | |
| CN100346876C (zh) | 碳表面负载中空铂钌合金纳米粒子电催化剂及其制备方法 | |
| Xia et al. | Growing Platinum-Ruthenium-Tin ternary alloy nanoparticles on reduced graphene oxide for strong ligand effect toward enhanced ethanol oxidation reaction | |
| El-Nowihy et al. | Boosted electrocatalytic oxidation of formic acid at CoOx/Pd/Au nanoparticle-based ternary catalyst | |
| CN103165914B (zh) | 一种Pt/Au/PdCo/C催化剂及其制备和应用 | |
| Ekrami-Kakhki et al. | Superior electrocatalytic activity of PtSrCoO3− δ nanoparticles supported on functionalized reduced graphene oxide-chitosan for ethanol oxidation | |
| Hameed et al. | Tin oxide as a promoter for copper@ palladium nanoparticles on graphene sheets during ethanol electro-oxidation in NaOH solution | |
| Ci et al. | Single crystalline Pt nanotubes with superior electrocatalytic stability | |
| TWI478428B (zh) | 觸媒組成物、其製備方法、及含其之燃料電池 | |
| Hanifah et al. | Electrocatalytic performance impact of various bimetallic Pt-Pd alloy atomic ratio in robust ternary nanocomposite electrocatalyst toward boosting of methanol electrooxidation reaction | |
| CN1775362A (zh) | 一种微波合成铂/碳纳米电催化剂的制备方法 | |
| Ma et al. | A novel support for platinum electrocatalyst based on mesoporous carbon embedded with bimetallic SnTi oxide as a bifunctional electrocatalyst | |
| Zhao et al. | Electrodeposition and electrocatalytic properties of platinum nanoparticles on multi-walled carbon nanotubes: effect of the deposition conditions | |
| Zhao et al. | Ordered SiO 2 cavity promoted formation of gold single crystal nanoparticles towards an efficient electrocatalytic application |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |