炭载贵金属生产
铂/ 碳(Pt/C) 和钯/ 碳(Pd/C) 催化剂广泛应用于有机催化,燃料电池和电化学催化等重要领域。研究表明,Pt/C 或者Pd/C 催化剂在用于燃料电池负极催化氧化反应时,贵金属和碳载体材料均存在电化学腐蚀现象。电极催化剂的电化学腐蚀将直接导致燃料电池性能快速衰减,无法满足实际应用要求。石墨相氮化碳作为一种类石墨烯结构的新材料具有抗电化学腐蚀的优越特性。将石墨相氮化碳用于修饰炭黑,能达到提高催化剂的稳定性和抗电化学腐蚀性能的目的。现阶段报道的石墨相氮化碳修饰炭黑的制备方法仍然存在较严重的缺陷。
使用三聚氰胺为前驱体,在炭黑表面生长石墨相氮化碳,提高了炭黑在酸性电解质中的抗电化学腐蚀性能;再以硝酸铂和硝酸钯为前驱体,水合肼作为还原剂,在石墨相氮化碳修饰的炭黑表面均匀沉积平均粒径为5nm 的铂钯合金纳米颗粒,得到石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂,反应条件温和,且无需使用表面活性剂。该催化剂拥有较高的电化学催化活性、稳定性和抗电化学腐蚀性,在直接醇类燃料电池方面具有较好的应用前景和经济效益。与现有技术相比,其优点在于:(1) 采用较低的煅烧温度合成石墨相氮化碳修饰的炭黑,生产工艺简单,能耗低;(2) 在常温常压下还原硝酸铂、硝酸钯,形成铂钯合金,反应条件温和,无需使用表面活性剂;(3) 石墨相氮化碳修饰的炭黑具有高分散作用,可以使铂钯纳米颗粒粒径更小,分散性更佳;(4) 应用本发明制备的石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂具有:电化学催化氧化性能好,多功能催化,抗电化学腐蚀性能强的优点,在燃料电池方面将具有较好的应用前景和经济效益。