石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂及制备方法
[Quantitative characterizat1nof catalyst layer degradat1n in PEM fuel cells by X-ray photoelectronspectroscopy[J].Electrochimica Acta, 2009，54:4025-4030]。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[PEM fuel cell cathode carbon corros1ndue to the format1n of air/fuel boundary at the anode [J].Journal of PowerSources, 2006, 158:1306-1312]，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。文献《Synthesisof carbon clack/carbon nitride intercalat1n compound composite for efficienthydrogen product1n [J].Dalton Trans., 2014, 43:12013-12017》报道了恪盐法制备氮化碳改性炭黑的方法。该方法将三聚氰胺、炭黑、氯化钠、氯化钾、氯化锂研末混合，并在500°C下煅烧，得到氮化碳改性的炭黑。但是该方法的原料复杂，产率低，且产物的碳含量低，导电性差。较高的煅烧温度，破坏了炭黑的表面官能团，阻碍贵金属纳米粒子在炭黑表面的成核，进而影响到电催化剂的活性。
本发明公开了一种石墨相氮化碳修饰的炭黑负载铂钯合金纳米电催化剂及其制备方法。首次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。