一种钯碳催化剂制备和应用

技术特征：
1.一种钯碳纳米催化剂的制备方法，具体步骤如下：1)将碳载体分散在c2-c5的醇溶液中，调节溶液的ph＝9-12；2)将钯前体溶解在c2-c5的醇溶液中；3)搅拌下，将钯前体的醇溶液滴加至碳载体的醇溶液中；4)室温条件下继续搅拌反应2-10小时；5)过滤，水洗涤后烘干，研磨后得粉末状pdox/c催化剂前体；6)将上述粉末状催化剂前体在还原性气氛中低温还原活化，得pd/c催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述醇包括乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、异戊二醇中的一种或二种以上的混合物；碳载体在醇中的质量浓度为0.5-5g/l；钯前体在醇中的质量浓度(以纯pd计)为0.5-4.5g/l。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：碱为naoh、koh中的一种或二种以上。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述碳载体包括碳黑、碳纳米管、碳纤维，石墨烯、还原的氧化石墨烯、中孔碳中的一种或二种以上的混合物，载体的比表面积为100～2500m2/g；所述钯金属前体为氯化钯、硝酸钯、醋酸钯、氯钯酸钾、氯钯酸钠、乙酰丙酮钯中的一种或二种以上的混合。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：以碳载体的醇溶液的量为10ml计，所述pd的多元醇溶液滴加至碳载体醇溶液中的速度为0.1-1ml/min；搅拌速率400-1000rpm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述还原性气氛中升温活化的温度区间为50-300℃，优选为150-200℃，时长为3-6小时；所述还原性气氛气体为h2、co中的一种或二种。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：pd金属与碳的质量比范围为2:8-6:4(优选2:8-4:6)；所制备钯碳纳米催化剂粒径分布1.0-8.0nm，平均粒径为2.0-6.0nm。8.一种权利要求1-7任一所述制备方法制备获得的催化剂。9.一种权利要求8所述的催化剂在燃料电池、电化学传感器或金属空气电池中的应用。

技术总结
本发明公开了一种高载量(Pd质量分数大于20wt％)钯碳催化剂的制备方法，属于贵金属催化剂领域。该制备方法将含有钯前体的C2-C5醇溶液滴加到碳载体的C2-C5醇溶液中反应，过滤、水洗涤后烘干，研磨后得粉末状PdOx/C催化剂前体，将上述粉末状催化剂前体在还原性气氛中低温还原活化，得Pd/C催化剂。该法获得Pd/C中的Pd的质量分数可达20-60wt％；Pd催化剂粒径小，粒径分布范围为1-8纳米，平均粒径2-6nm(取决于Pd的质量分数)，均匀分散在碳载体表面，无明显团聚现象。该催化剂活性高，可用于燃料电池、电化学传感器、金属空气电池等领域。金属空气电池等领域。金属空气电池等领域。


技术研发人员：王素力 李焕巧 孙公权
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2020.12.02
技术公布日：2022/6/4