一种纳米管孔状TiWNi氧化物原位负载铂钯纳米颗粒薄膜催化电极及其制备方法
直接醇类和甲酸燃料电池兼具高效率，无污染，无噪声，适用范围广，连续工作等优点，在移动设备电源方面具有广阔的应用前景。将甲醇、乙醇、甲酸等燃料的化学能直接高效地转换为电能的催化剂层是燃料电池的核心工作部件，燃料分子在催化剂表面的活性位点上发生氧化还原反应，进而产生电子在外电路输运，输出电能。众所周知，铂族金属对燃料电池电极反应具有良好的催化活性。目前常见的催化剂一般是通过化学还原或者微波辅助还原方法形成铂(钯)纳米颗粒并负载到比表面积大且化学稳定性好的载体上，该过程涉及到贵金属盐(氯铂酸钾、氯铂酸铵、氯铂酸、氯钯酸等)的溶解、还原剂(硼氢化钠、柠檬酸钠、抗坏血酸等)以及多种表面活性剂的使用。铂族金属盐类具有较高的毒性，还原剂及表面活性剂等化学试剂的大量使用将产生极大的环境污染问题，对人们的健康会造成许多潜在的危害。
[0003]目前最常见的催化剂载体为Vulcan-72R纳米级碳粉，在酸性环境和碱性环境下均表现出优良的化学稳定性；后来又陆续报道了诸如氧化物、碳化物、氮化物等纳米尺度的载体材料，例如氧化钛、氧化锰、氧化钴、碳化钛、氮化钛等纳米粉体，研究发现这类载体材料与铂族金属纳米颗粒之间会产生强的相互作用，对提高催化剂的电化学稳定性和活性具有明显促进作用。由于具有高的比表面积和优良的化学稳定性，纳米管状的氧化钛也被报道可作为铂族金属催化剂的优良载体材料，然而目前主要采用首先制备出氧化钛纳米管，然后以其为载体，在其上采用化学还原或者微波辅助还原方法使相应的贵金属盐与还原剂发生化学反应，使形成的贵金属纳米颗粒附着于纳米管的表面；由于纳米管管径小，一般处于十几至几十纳米，从而使得还原获得的贵金属纳米颗粒多分布于其纳米管口附近和表面，管腔内部分布极少，这类利用贵金属盐在氧化钛管表面化学还原获得的复合催化电极大大降低了薄膜内部大面积纳米管壁的利用率，且贵金属纳米颗粒与氧化钛载体间的结合力较弱，两者容易分离，导致工作过程中的不稳定及活性下降。
本发明涉及一种管（孔）状Ti/W/Ni氧化物原位负载铂（钯）纳米颗粒薄膜催化电极及其制备方法，属于能源材料及电催化技术领域；所要解决的技术问题是提供一种制备过程简便、易于大规模工业化生产，且生产过程中不涉及贵金属盐类及强还原剂的使用，环境危害小的纳米管（孔）状Ti/W/Ni氧化物原位负载铂（钯）纳米颗粒薄膜催化电极及其制备方法；为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：将Ti/W/Ni-Pt/Pd合金薄膜沉积于钛片、钨片、镍钛合金片或者导电玻璃表面，然后将沉积有Ti/W/Ni-Pt/Pd合金薄膜的金属片或导电玻璃作为阳极，石墨棒/片或铂丝/片作为阴极，进行阳极氧化处理，得到所述纳米管/孔状Ti/W/Ni氧化物原位负载铂/钯纳米颗粒薄膜催化电极，电极中金属Pt/Pd原子原位埋嵌于纳米管/孔状Ti/W/Ni氧化物管/孔壁上，以金属态纳米颗粒存在。