炭黑负载空心铂银合金纳米粒子复合催化剂及其制备方法
氧气还原反应被广泛的认为是许多电化学能源装置中一个重要的电化学过程,主要用于燃料电池,金属-空气电池、氯碱工业等。目前,碳载铂催化剂是氧气还原反应中应用最广的高效催化剂。但是,由于金属铂的成本高以及在催化过程中铂催化剂活性会随着时间的推移而降低,从而阻碍了碳载铂的实际应用。因此,开发高效率、廉价的铂基催化剂用于氧气还原反应是一个迫切需要解决的问题。为了克服以上问题,人们提出了制备铂基合金催化剂,从而提高铂的利用率,降低制备成本,双金属纳米粒子呈现独特的光学以及催化性能,这些性能主要依赖于合金纳米粒子的形貌以及成分。具有空心结构的铂基合金纳米粒子不仅仅可以提高Pt/C催化剂的活性和耐久性,而且空心的结构可以大幅度的降低了催化剂的成本,节约了宝贵的铂资源,同时空心的结构相对实心合金粒子有更高的表面积,对电化学活性有一定的积极作用。
本发明涉及炭黑负载空心铂银合金纳米粒子复合催化剂,所述的催化剂为固体粉末并且负载的合金纳米粒子具有明显中空的结构,空心铂银合金纳米粒子的粒径为5-15nm,并且均匀分散在炭黑载体的表面,所述空心铂银合金纳米粒子与炭黑载体的质量比为1:2-3:1,铂银合金中铂与银质量比为2:1-1:4。该复合催化剂特有的中空结构可以大幅降低了金属铂的用量,降低催化剂制备的成本,同时中空的结构拥有更多的比表面积,催化活性优于实心的合金纳米粒子,提高了铂的耐久性以及催化性能。