一种高催化活性的多级孔Pt催化剂及制备方法
一种高催化活性的多级孔Pt催化剂及制备方法,属于Pt催化剂技术领域。二氧化硅胶体晶体煅烧得到的蛋白石模板为硬模板浸入含有乙醇、氯铂酸的和表面活性剂鲸蜡醇聚氧乙烯醚(Brij56)的水溶液中,当乙醇在室温下挥发完全后取出模板,利用还原剂二甲氨基硼烷(DMAB)进行还原反应,还原结束后,利用HF溶液去掉二氧化硅模板后得到多级孔结构Pt催化剂。所制备的Pt材料结合了三维有序结构以及多级孔道结构,和商业Pt黑催化剂相比,有较高的催化活性和较好的抗毒性能。
在能源日趋紧张的时代,开发新能源已经成为世界各国能源发展的重要课题。一些新型的、效能较高的能源储存和转换技术(例如质子交换膜燃料电池、超级电容器、锂电池等),以及各种高比表面积的催化剂材料、电极材料已经引起科学家广泛的兴趣,并且取得了一定的研究进展。在众多新能源的科学研究中,直接甲醇燃料电池一便携式的候选能源,由于其高能量输出并且没有有害的副产品引起了科学家的浓厚兴趣。在直接甲醇燃料电池研究中,得到催化活性、稳定性和抗毒性良好的催化剂是直接甲醇氧化的关键。目前,应用比较广泛的是Pt催化剂,所以制备各种形貌的钼及钼为基础的催化剂成为研究的热点。其中,介孔金属Pt,由于其具有闻比表面积和有序的孔道结构等优点而备受:关注。
在介孔材料中引入大孔材料,形成双峰分布的多级孔结构材料,从某种程度上相对于介孔或大孔材料能更好地应用于各种场合。例如实际工业应用的催化剂是具有一定尺寸(毫米或次毫米)的颗粒,这些颗粒中的大孔可以有效地降低传质阻力,有助于反应物和产物的扩散,可以使分子容易到达活性位,而介孔能提供较高的比表面积和较大的孔容,所以这种多级孔结构材料具有更高的催化效率。
鉴于多级孔结构的材料在催化方面拥有巨大的前景,本发明将大孔引入介孔材料中,提供一种新的合成方法,利用二氧化硅胶体晶体为硬模板与表面活性剂为软模板结合的双模板法,合成出具有良好的稳定性、催化活性和抗毒性的多级孔结构Pt催化剂。