一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及制备方法
专利汇可以提供一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 燃料 电池 领域，尤其涉及一种 直接甲醇 燃料电池 阳极 催化剂及制备方法。阳极催化剂由C包覆的多孔纳米空心TiO2(C@TiO2)表面负载RuNi纳米 合金 (RuNi/C@TiO2)后包覆高 导电性 的多孔海绵状 聚合物 聚苯胺‑聚(2‑丙烯酰胺‑2甲基丙磺酸)组成；C@TiO2的 质量 含量为RuNi/C@TiO2的97～99％，RuNi纳米合金的质量含量之和为RuNi/C@TiO2的3～1％；RuNi合金中Ru和Ni的摩尔比nRu:nNi为7:3～3:7；聚合物中苯胺与2‑丙烯酰胺‑2甲基丙磺酸的摩尔比为2:1，苯胺与TiO2的摩尔比为3～1:1。并且详细阐述了上述阳极催化剂的制备方法。本发明的阳极催化剂可降低直接甲醇燃料电池催化剂成本，提高其 稳定性 、对甲醇的催化活性和抗CO毒化能 力 。，下面是一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及制备方法专利的具体信息内容。
1.一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂，其特征在于：
所述阳极催化剂由C包覆的多孔纳米空心TiO2表面负载RuNi纳米合金后包覆高导电性的多孔海绵状聚合物聚苯胺-聚(2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸)组成；
所述C包覆的多孔纳米空心TiO2表示为C@TiO2，所述C包覆的多孔纳米空心TiO2表面负载RuNi纳米合金表示为RuNi/C@TiO2；
所述C@TiO2的质量含量为RuNi/C@TiO2的97～99％；
RuNi纳米合金的质量含量之和为RuNi/C@TiO2的3～1％；
RuNi合金中Ru和Ni的摩尔比nRu:nNi为7:3～3:7；
聚合物中苯胺与2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸的摩尔比为2:1；
苯胺与TiO2的摩尔比为3～1:1；
所述C为纳米C。
2.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备方法，其特征在于：
所述的制备方法包括下列步骤：
(1)多孔空心纳米TiO2的制备采用溶胶-凝胶法：将计算量的钛酸丁酯溶于一定量的无水乙醇，加入一定量的表面活性剂PEG-600和Vulcan XC-72，搅拌下滴加无水乙醇、冰醋酸和去离子水的混合物，水解形成溶胶后继续搅拌，待形成凝胶后静置2-3天，真空干燥8-10小时后得到的粉末研磨后在马弗炉中400-600℃空气焙烧，制得多孔空心TiO2纳米球；
制备溶胶时钛酸丁酯、无水乙醇、冰醋酸、去离子水的用量摩尔比为：n钛酸丁酯：n无水乙醇：
n冰醋酸：n去离子水＝1:20～40:1～2.5:2～6；
PEG-600用量为钛酸丁酯、无水乙醇、去离子水和冰醋酸总体积的1％，Vulcan XC-72的用量为钛酸丁酯完全水解最后生成TiO2理论量的30％；
(2)C包覆的多孔空心纳米C@TiO2的制备：称取计算量的多孔纳米空心TiO2搅拌下加入到一定量的葡萄糖溶液中，超声分散后移入高压反应釜，加热到160℃，反应12h，冷却至室温，过滤，得到的黑色粉末去离子水洗涤，真空干燥后，管式炉N2保护下500℃焙烧制得C包覆的多孔空心纳米C@TiO2；
(3)将多孔空心纳米C@TiO2载体按50-100毫克/毫升的比例加入到乙二醇中，超声分散均匀，形成多孔空心纳米C@TiO2分散液；
(4)将RuCl3溶解到乙二醇中，形成5-10毫克Ru/毫升的RuCl3/乙二醇溶液；
(5)将NiSO4溶解到乙二醇中，形成2-4毫克Ni/毫升的NiSO4/乙二醇溶液；
(6)按合成的RuNi/C@TiO2中WRuNi＝1％～3％，摩尔比nRu:nNi为7:3～3:7的比例量取RuCl3/乙二醇溶液和NiSO4/乙二醇溶液混合，超声分散均匀后滴加到多孔空心纳米C@TiO2分散液中；
(7)将NaOH溶解到乙二醇中，配制成NaOH浓度为2mol/L的NaOH乙二醇溶液；
(8)将配制的NaOH乙二醇溶液滴加到步骤(6)得到的分散液中，调节pH值为8.5-12；
(9)将KBH4溶解到乙二醇中配制成KBH4浓度为0.2-0.5mol/L的KBH4/乙二醇溶液；
(10)搅拌，惰性气体保护，80-90℃下，向pH值为8.5-12的混合悬浮液中滴加KBH4/乙二醇溶液，反应2-6小时；
(11)反应完毕后过滤，去离子水洗涤至滤出液中无氯离子和硫酸根离子，80℃真空干燥，制得RuNi/C@TiO2；
(12)将一定量的RuNi/C@TiO2加入到一定量的HCl溶液中，超声分散，5℃下加入一定量的苯胺，邻苯二胺，2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸和对乙酰苯胺，剧烈搅拌后，搅拌下滴入一定量的过硫酸铵溶液，反应6h，产品用0.1mol/L的HCl溶液反复洗涤至滤液无色，60℃真空干燥，制得高导电性的多孔海绵状聚合物聚苯胺-聚(2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸)包覆RuNi/C@TiO2的催化剂。
一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及制备方法
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