一种燃料电池阳极催化剂
燃料电池作为21世纪的绿色能源已引起世界各国的高度重视。其中质子膜燃料电池(PEMFC)，直接甲醇燃料电池(DMFC)的研宄更令人注目。它们的优势之一是可广泛作为移动运输工具的电源。然而，无论质子交换膜燃料电池还是直接甲醇燃料电池，都存在CO对Pt催化剂中毒问题，因为重整气中含有少量的CO，甲醇氧化过程中也会有类似CO的中间气体，而痕量的CO可以使电池的性能大幅度下降，因此，解决抗CO问题已成为世界各国燃料电池研宄界急待解决的问题。由于以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池的技术难题一一氢气的储运技术至今没有得到很好的解决，人们一直试图开发以具有电化学活性的液态或溶液态富氢化合物为燃料的直接液态燃料电池。将甲醇代替氢气直接输入燃料电池发电一一直接甲醇燃料电池已广泛研宄多年，它所需使用的铂催化剂虽然比氢-氧(空)燃料电池加多几倍，但是单位面积电极所发电能的功率仍只有氢-氧燃料电池的几分之一，而且甲醇有毒，存在安全隐患。在这种背景下，以无毒、不燃、储运方便的硼氢化物为燃料的直接硼氢化物燃料电池(DBFC)受到了人们的重视和研宄开发。从前人的研宄来看，在直接硼氢化物燃料电池中所用的Au阳极电催化剂存在着制备工艺复杂，金颗粒尺寸大，电催化活性较低，添加Pt、Pd贵金属增加催化剂成本的问题。因此，开发制备成本低，小粒径，高催化活性的Au阳极电催化剂是直接硼氢化物燃料电池实现商业化进程中需要解决的关键技术。
本文提供了一种燃料电池阳极催化剂的制备方法。具体技术方案如下：
(I)、制备贵金属溶液:将氯铂酸和表面活性剂加入去离子水中，搅拌10〜20分钟使其混合均匀，在室温和磁力搅拌下滴加新鲜制备的硼氢化钠水溶液，滴加完毕继续搅拌30-60分钟，形成稳定的纳米铂颗粒溶胶；
(2)、载体进行活化处理；将碳纳米管在去离子水中搅拌10-20分钟，用无水乙醇润湿，再加入一定量去离子水加热煮沸，回流I小时，过滤，80°C干燥2小时，得到水洗活性碳纳米管样品；酸洗:水洗后的样品用10%盐酸浸渍24小时，过滤，水洗到pH为7，80°C真空干燥2小时；碱洗:将酸洗过的碳纳米管进行浸泡到5%的过氧化氢溶液中24小时，过滤，水洗；80°C真空干燥；得到活化载体；
(3)、制备催化剂:将步骤(2)处理过的活性载体用去离子水超声分散后移加入步骤(I)所制铂颗粒溶胶，搅拌吸附24-48小时，过滤洗涤至pH为中性后，滤饼在真空烘干2小时，研磨成粉末，即得初级催化剂；
(4)、然后将步骤(3)获得的初级催化剂分散到去离子水中，超声搅拌20-30分钟，加入另外配置好的氯铂酸和表面活性剂溶液中；混合搅拌30-60分钟；水浴控制温度80°C，搅拌条件下滴加硼氢化钠溶液，反应完成后继续搅拌30-60分钟，过滤，水洗，真空干燥，得到所述燃料电池阳极催化剂。
本方案的优势在于:1、铂纳米颗粒在载体上分布均匀，本发明采用了两次担载，第一次担载主要采用吸附法，大量的纳米粒子趋向于集中在等到部位；第二次采用原位还原法，在坑道已经充填的基础上，纳米颗粒铂粒子能够均匀的分布在载体表面上；2、催化剂活性尚，不易失活；3、制备工艺简单，无需高温煅烧，易于大批量生产，具有很好的工业应用前景；4、制备的催化剂颗粒尺寸小，分散性能优良，具有较高的比表面积。