本發(fā)明涉及一種基于量子點修飾的氧化物納米線的制備方法。

背景技術(shù)：

新能源汽車燃料電池(質(zhì)子交換膜燃料電池，PEMFCs)技術(shù)經(jīng)過二十余年的持續(xù)研發(fā)和不斷突破，已經(jīng)具有比功率密度高、能量轉(zhuǎn)換效率高、綠色無污染和低溫下快速啟動等優(yōu)點，使得燃料電池汽車性能基本滿足了商業(yè)化指標(biāo)。PEMFCs被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)成為汽車動力的最理想能源轉(zhuǎn)換裝置，并成為當(dāng)前備受矚目的新能源汽車。然而，PEMF Cs伴隨實際車況變化會經(jīng)歷燃料供應(yīng)、濕度、溫度、電流、電壓等復(fù)雜循環(huán)過程，造成燃料電池的催化劑衰減加速，并且車用燃料電池的耐久性問題棘手且涉及面廣。另一方面，催化劑Pt利用率的提高和降低鉑載量也是我們需要解決的問題。

促進(jìn)氧還原反應(yīng)，防止水淹與干涸，減少濃差極化，增加耐久性能，提高發(fā)電功率密度，從而降低Pt用量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為了解決現(xiàn)有質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑性能衰降的機(jī)理中存在的納米級活性組分Pt利用率低、質(zhì)子傳導(dǎo)率低及催化劑制備成本高的問題，而提供了一種基于量子點修飾的氧化物納米線制備方法以載Pt。

本發(fā)明中一種基于量子點修飾的氧化物納米線制備方法可按以下步驟實現(xiàn)：一、通過微波輔助乙二醇法制備CeO₂納米線；二、將步驟一制備的CeO₂納米線分散在盛有水的坩堝中，超聲分散過程中用移液槍移取一定量的含離子液體，超聲分散成均勻的漿液；三、將步聚二漿液在70℃下烘干，得到離子液體在表面均勻分布的復(fù)合物，再將該復(fù)合物在氬氣保護(hù)下的管式爐中于400℃恒溫一段時間，然后在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫即得氮摻雜碳修飾的CeO₂納米線。納米線可以為二氧化鈦納米線，F(xiàn)e、Co等氧化物納米線等。該方法制備的氮摻雜碳修飾的密集的CeO₂納米線結(jié)構(gòu)，比表面活性高。其Pt-N鍵形式存在的N和吡咯類氮二者的存在，進(jìn)一步增強(qiáng)Pt納米粒子和CeO₂納米線間相互作用，使Pt納米粒子更好的分布在CeO₂納米線表面；同時能夠有效地提高二氧化鈰電子傳導(dǎo)速率。使Pt納米粒子與載體間的電子作用力更強(qiáng)。所制備的氮摻雜碳修飾的CeO₂納米線不僅有利于Pt的沉積和含氧中間物種的脫附，鉑顆粒均與外電路具有良好的電接觸，因此大大地改進(jìn)了Pt的利用率。另外密集的結(jié)構(gòu)有利于快質(zhì)子傳導(dǎo)功能，進(jìn)而提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。使用Ce、N等元素也較Pt便宜很多，從而大大降低了催化劑的制備成本。

附圖說明

圖1是氮摻雜碳修飾的CeO₂納米線的低倍率掃描電鏡圖

具體實施方式

為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實施例所表示的范圍。

具體實施方式一：本發(fā)明中一種基于量子點修飾的氧化物納米線制備方法可按以下步驟實現(xiàn)：一、通過微波輔助乙二醇法制備CeO₂納米線；二、將步驟一制備的CeO₂納米線分散在盛有水的坩堝中，超聲分散過程中用移液槍移取一定量的含離子液體，超聲分散成均勻的漿液；三、將步聚二漿液在70℃下烘干，得到離子液體在表面均勻分布的復(fù)合物，再將該復(fù)合物在氬氣保護(hù)下的管式爐中于400℃恒溫60～90min，然后在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫即得氮摻雜碳修飾的CeO₂納米線。納米線可以為二氧化鈦納米線，F(xiàn)e、Co等氧化物納米線等。

該方法制備的氮摻雜碳修飾的密集的CeO₂納米線結(jié)構(gòu)，比表面活性高。其Pt-N鍵形式存在的N和吡咯類氮二者的存在，進(jìn)一步增強(qiáng)Pt納米粒子和CeO₂納米線間相互作用，使Pt納米粒子更好的分布在CeO₂納米線表面；同時能夠有效地提高二氧化鈰電子傳導(dǎo)速率。使Pt納米粒子與載體間的電子作用力更強(qiáng)。所制備的氮摻雜碳修飾的CeO₂納米線不僅有利于Pt的沉積和含氧中間物種的脫附，鉑顆粒均與外電路具有良好的電接觸，因此大大地改進(jìn)了Pt的利用率。另外密集的結(jié)構(gòu)有利于快質(zhì)子傳導(dǎo)功能，進(jìn)而提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。使用Ce、N等元素也較Pt便宜很多，從而大大降低了催化劑的制備成本。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：步驟一所述加微波熱方式為直接加熱；直接加熱所需時間為30～60min。它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是：步驟一所述含離子液體為聚乙烯吡咯烷酮、1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是：步驟二中最佳含離子液體體積為15μL。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一至三之一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是：步驟二超聲處理的工作頻率為53kHz，功率為112-280W。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一至四之一相同。