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专利号: 2015108470419
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种作为氧还原电催化剂的三维纳米多孔Pt3Y合金,其特征在于:所述三维纳米多孔Pt3Y合金通过电弧熔炼获得Pt15Y5Al80三元合金原材料,再通过脱合金法制得纳米多孔Pt3Y。

2.根据权利要求1所述的作为氧还原电催化剂的三维纳米多孔Pt3Y合金,其特征在于:Pt15Y5Al80三元合金前驱体中Pt和Y配料的计量比为3:1。

3.一种作为氧还原电催化剂的三维纳米多孔Pt3Y合金的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)配料:按化学计量比Pt1~99at.%Y1~99at.%Al80at.%计算出所需Pt、Y、Al金属单质的质量进行配料;

(2)电弧熔炼:将配好的原料放入水冷式铜坩埚电弧炉中,抽真空,向炉腔内充入0.6个大气压的高纯Ar气,开始熔炼,得到Pt15Y5Al80合金铸锭;

(3)合金样品研磨:称取Pt15Y5Al80合金放入研钵中,反复研磨成粉末状;

(4)采用去合金化法制备纳米多孔Pt3Y:称取步骤(3)得到的Pt15Y5Al80置于1~5M NaOH溶液中,室温下合金粉末表面有大量气泡生成,待反应变得缓慢时再转移到水浴中反应;去合金化反应结束后,取出下层均匀的黑色悬浮液,冷却至室温以后进行离心分离,首先在稀碱溶液中洗涤,再用超纯水反复清洗至pH为中性,然后将所得到的沉淀物置于真空干燥箱中干燥,即得三维纳米多孔Pt3Y合金。

4.根据权利要求3所述的一种作为氧还原电催化剂的三维纳米多孔Pt3Y合金的制备-3方法,其特征在于:在所述步骤(2)中,抽真空至5×10 Pa。

5.根据权利要求3所述的一种作为氧还原电催化剂的三维纳米多孔Pt3Y合金的制备方法,其特征在于:在所述步骤(4)中,每10mg Pt15Y5Al80置于50ml的1~5M NaOH溶液中。

6.根据权利要求3所述的一种作为氧还原电催化剂的三维纳米多孔Pt3Y合金的制备方法,其特征在于:在所述步骤(4)中,在25~50℃水浴中反应24~72h。

7.根据权利要求3所述的一种作为氧还原电催化剂的三维纳米多孔Pt3Y合金的制备方法,其特征在于:在所述步骤(4)中,在所述真空干燥箱中,在20~60℃温度下干燥24~

72h。

8.一种三维纳米多孔Pt3Y合金对氧还原性能的测试方法,其特征在于包括以下步骤:(1)配置0.1~0.5wt%Nafion溶液;

(2)催化剂的制备:首先称取三维纳米多孔Pt3Y合金、炭黑置于离心管中;然后加入含有超纯水、异丙醇、0.5wt%Nafion的混合溶液,震荡混匀后超声45分钟形成3mg/ml的催化剂悬浮液;

(3)旋转圆盘玻碳电极的抛光及清洗;

(4)用移液枪取5~10μL步骤(2)制备的催化剂溶液滴到步骤(3)得到的玻碳电极-2上,得到电极上Pt的载量为15~20.4μg cm ;在室温下待溶剂挥发后,滴涂1~5μL质量百分比浓度为0.1~0.5%的Nafion溶液固定,室温晾干,得到修饰电极;

(5)将得到的修饰电极作为工作电极与铂对电极、银/氯化银参比电极组成三电极体系,在室温下的0.1~0.5M的氧气饱和的HClO4溶液中进行氧还原性能测试。

9.根据权利要求8所述的一种三维纳米多孔Pt3Y合金对氧还原性能的测试方法,其特征在于:在所述步骤(2)中,所述三维纳米多孔Pt3Y合金、炭黑的质量比为1~4:2。

10.根据权利要求8所述的一种三维纳米多孔Pt3Y合金对氧还原性能的测试方法,其特征在于:在所述步骤(2)中,超纯水、异丙醇、0.5wt%Nafion的体积比为1:1~4:0.025。