一种铑-铋阳极催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115763852A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211182013.6(22)申请日2022.09.27(71)申请人中国地质大学（武汉）地址430074湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号(72)发明人马亮肖文贵陈润梁洁(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401专利代理师张文俊(51)Int.Cl.H01M4/92(2006.01)H01M4/88(2006.01)H01M8/1011(2016.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种铑-铋阳极催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种铑‑铋阳极催化剂及其制备方法和应用。本发明利用不同的还原次序调控不同Bi组分的合成，并且通过此法构筑了铑铋合金以及铑‑氢氧化铋异质结。利用铋对于贵金属铑产生独特的第三体效应来降低铑的毒化同时大幅提高铑的乙醇氧化活性。本发明通过调控碱与还原剂的加入顺序来定向构筑铑铋合金结构与铑‑氢氧化铋界面结构，通过铋对于铑d带电子云密度的调控，以及铑‑氢氧化铋界面产生的双功能机理和协同作用，提高铑的乙醇电氧化活性。本发明的方法简单、易于操作，适用于工业化制备。本发明通过在Rh基催化剂表面引入少量Bi组分，以期望来有效调控Rh表面组分工作，同时改善Rh基催化剂用于EOR反应活性低的问题。CN115763852ACN115763852A权利要求书1/1页1.一种铑‑铋阳极催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铑盐、铋盐加入至水中，然后加入碳源，分散后，再加入柠檬酸钠和/或草酸钠，得到混合溶液；将NaBH4和/或KBH4、NaOH溶于水中，配制得到碱性水溶液；将碱性水溶液滴加至混合溶液中，于70～90℃下反应4～8h，过滤得到固体产物，并将固体产物煅烧，即得铑‑铋阳极催化剂；或，向混合溶液中加入Na2CO3，于70～90℃下反应1～2h，再加入NaOH调节溶液pH为11～12，最后加入NaBH4溶液，于70～90℃下反应4～8h，过滤得到固体产物，并将固体产物煅烧，即得铑‑铋阳极催化剂。2.如权利要求1所述的铑‑铋阳极催化剂的制备方法，其特征在于，所述铑盐包括三氯化铑、硝酸铑、硫酸铑、氯铑酸钠中的至少一种。3.如权利要求1所述的铑‑铋阳极催化剂的制备方法，其特征在于，所述铋盐包括硝酸铋、氯化铋、柠檬酸铋中的至少一种。4.如权利要求1所述的铑‑铋阳极催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳源包括活性炭、碳粉中的至少一种。5.如权利要求1所述的铑‑铋阳极催化剂的制备方法，其特征在于，将铑盐、铋盐加入至水中，然后加入碳源，分散后，再加入柠檬酸钠，得到混合溶液；再向混合溶液中加入Na2CO3的步骤中，铑盐、铋盐、碳源、柠檬酸钠、Na2CO3和水的质量比为(5～20):(0.5～2):(10～30):(150～250):(5～20):(20～100)。6.如权利要求1所述的铑‑铋阳极催化剂的制备方法，其特征在于，所述将固体产物煅烧的步骤中，煅烧温度为90～110℃、时间为1～3h。7.如权利要求1所述的铑‑铋阳极催化剂的制备方法，其特征在于，将NaBH4和/或KBH4、NaOH溶于水中的步骤中，NaBH4和/或KBH4、NaOH和水的质量比为(1～5):(1～3):(800～1200)。8.如权利要求1所述的铑‑铋阳极催化剂的制备方法，其特征在于，将铑盐、铋盐加入至水中，然后加入碳源，分散后，再加入柠檬酸钠和/或草酸钠，得到混合溶液的步骤中，铑盐、铋盐、碳源、柠檬酸钠和/或草酸钠、水的质量比为(5～20):(0.5～2):(10～30):(150～250):(20～100)。将碱性水溶液滴加至混合溶液的步骤中，碱性水溶液与混合溶液的质量比为(2～6):(3～7)。9.一种铑‑铋阳极催化剂，其特征在于，采用如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到。10.一种如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到的铑‑铋阳极催化剂或权利要求9所述的铑‑铋阳极催化剂在乙醇燃料电池中催化氧化乙醇中的应用。2CN115763852A说明书1/6页一种铑‑铋阳极催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及燃料电池和能源材料技术领域，尤其涉及一种铑‑铋阳极催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]近年来，能源危机对企业生产和居民生活的负面影响日益扩大，人们迫切的需要一种清洁高效的燃料用于替代不可再生的化石能源。燃料电池作为一种新能源技术，能直接将化学能转化为电能，极大的降低了能源转换过程中的损耗。聚合物电介质膜燃料电池PEMFC是其中的一种，直接液体燃料电池DLFC相比于P