1.一种燃料电池用三元CoAuPd合金催化剂,其特征在于,包含超级三维自组装纳米荆棘结构和/或纳米簇结构;若包含两种自组装结构,则两种超级三维自组装结构的含量分布比例为纳米荆棘结构:纳米簇结构为1:1~100。
2.权利要求1所述的燃料电池用三元CoAuPd合金催化剂,其特征在于,所述燃料电池催化剂CoAuPd所具有的超级三维自组装的纳米荆棘结构,该结构是通过多级自组装形成;其中三维纳米荆棘结构平均粒径在130.65±45.73nm;组装成纳米荆棘的二维纳米羽毛状颗粒平均长度在19.76±5.44nm;电化学梯度去合金化后的电化学活性面积(ECSA)为1~2
200m/gPd,Co、Au、Pd的原子含量摩尔比接近1:1-x:1-y,其中,x、y为0~50%以内。
3.权利要求1所述的燃料电池用三元CoAuPd合金催化剂,其特征在于,所述燃料电池催化剂CoAuPd具有超级三维自组装的纳米簇结构,该结构是通过多级自组装形成;其中三维纳米簇结构平均粒径在26.10±4.30nm;组装成纳米簇的空心结构和实心结构的纳米颗粒2
平均粒径在7.18±1.21nm;电化学梯度去合金化后的电化学活性面积(ECSA)为1~200m /gPd,Co、Au、Pd的原子含量摩尔比接近1:1-x:1-y,其中,x、y为0~50%以内。
4.权利要求1、2或3所述的燃料电池用三元CoAuPd催化剂的制备方法,其特征在于,具体方法步骤如下:(1)取三嵌段共聚物P123超声溶解在二次蒸馏水中;向P123溶液中添加氯化钴溶液;温度控制在10~100℃,向溶液中通入氮气并磁力搅拌;
(2)然后向步骤(1)的溶液中滴加硼氢化钠溶液,反应30~60分钟后,再向混合反应液中滴加氯金酸和氯钯酸钾的混合溶液,滴加完后继续反应120~480分钟,反应液最终变成黑色悬浊液;
(3)将黑色悬浊液在1000~10000r/min下离心分离,用水和无水乙醇洗涤3~5次,即可得到燃料电池用三元CoAuPd合金催化剂。
5.权利要求4所述的燃料电池用三元CoAuPd合金催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)的混合反应液中,三嵌段共聚物P123浓度为10~100mg/mL、氯化钴浓度为0.01~0.1mmol/L;
步骤(2)中,硼氢化钠浓度为0.1~10mg/mL;氯钯酸钾浓度为0.01~0.1mmol/L,氯金酸浓度为0.01~0.1mmol/L;所述的硼氢化钠溶液滴加速度控制在5~10s/滴,滴加时间控制在10~30min;氯金酸和氯钯酸钾混合溶液的滴加速度控制在3~10s/滴,滴加时间控制在
10~30min。
6.权利要求4所述的燃料电池用三元CoAuPd合金催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)的混合反应液中,三嵌段共聚物P123浓度为10mg/mL,氯化钴浓度为0.1mmol/L;
步骤(2)中,硼氢化钠浓度为5mg/mL;氯钯酸钾浓度为0.03mmol/L,氯金酸浓度为
0.03mmol/L;
所述的硼氢化钠滴加速度控制在5s/滴,滴加时间控制在30min,滴加氯金酸和氯钯酸钾混合溶液的滴加速度控制在5s/滴,滴加时间控制在30min。
7.一种燃料电池用CoAuPd@AuPd核壳结构的制备方法,其特征在于,取权利要求4或5或
6所述制备得到的燃料电池用三元CoAuPd催化剂悬浊液滴在玻碳电极上作为工作电极,在碱性电解液及10~50℃温度下,扫描电势为-0.9V-0.5V,扫描速率为5~100mV/s,扫描圈数为20~50圈进行活化,将活化后的涂有催化剂的工作电极移到酸性电解液中进行电化学去合金化梯度测试;循环伏安法扫描电势范围为-0.2V-1.2V,扫描速率为5~100mV/s,去合金化梯度为1~10圈/次,即可得到燃料电池用CoAuPd@AuPd核壳结构。
8.权利要求7所述的燃料电池用CoAuPd@AuPd核壳结构的制备方法,其特征在于,所述的碱性电解液包括氢氧化钠或氢氧化钾溶液(浓度没特殊要求);所述的酸性电解液包括硫酸溶液、高氯酸溶液和盐酸溶液等(任意质量浓度都可以)。
9.权利要求8所述的燃料电池用CoAuPd@AuPd核壳结构的制备方法,其特征在于,电化学测试温度为30℃,工作电极的预处理及活化在1.0M NaOH溶液中进行,扫描电势为-0.9V-0.5V,扫描速率为100mV/s,扫描圈数为20圈;电化学去合金化梯度测试采用循环伏安法,去合金化的电解质为0.1M H2SO4溶液,扫描电势范围为-0.2V-1.2V,扫描速率为
10mV/s,去合金化梯度为2圈/次。总共扫描8~20圈。
10.权利要求4-6任一项所制备得到的三元CoAuPd催化剂及权利要求7-9任一项所制备得到的CoAuPd@AuPd核壳结构在催化氧化甲醇、乙醇、乙二醇和甲酸以及氧还原上的应用。