本發(fā)明涉及直接甲醇燃料電池RuNi/TiO2納米管電極及制備方法。
背景技術(shù)：
直接甲醇燃料電池（DirectMethanolFuelCell,DMFC）具有能耗少、能量密度高、甲醇來源豐富、價(jià)格便宜、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行便捷和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來汽車動(dòng)力和其它交通工具最有希望的化學(xué)電源，引起人們的廣泛關(guān)注。DMFC最關(guān)鍵的材料之一是電極催化劑，它直接影響電池的性能、穩(wěn)定性、使用壽命及制造成本。貴金屬Pt在低溫條件下（小于80℃）具有優(yōu)異的催化性能，目前DMFC的電極催化劑均以Pt為主要成分，其中PtRu催化劑比純Pt具有更強(qiáng)的抗CO中毒性能和更高的催化活性，被認(rèn)為是目前DMFC最佳的催化劑，但是由于其價(jià)格昂貴、Ru易溶等缺陷，在DMFC中的利用率還達(dá)不到商業(yè)化的要求。人們進(jìn)行了大量研究制備多元復(fù)合催化劑以提高其催化活性，提高抗CO毒化能力。TiO2摻雜如PtRuTiOX/C和Au/TiO2PtRu催化劑或作為載體如PtNi/TiO2、PdAg/TiO2、PdNi/TiO2等，可以減少催化劑中貴金屬Pt的用量或制備非鉑催化劑，降低催化劑制造成本，提高催化性能和抗CO毒化能力，具有應(yīng)用前景。RuNi/TiO2納米管電極可作為傳感器或直接甲醇燃料電池陽極，對(duì)甲醇具有良好的催化性能和抗CO毒化性能，還未見報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種可用作直接甲醇燃料電池陽極，降低直接甲醇燃料電池催化劑成本，提高其催化活性和抗CO毒化能力的直接甲醇燃料電池RuNi/TiO2納米管電極及制備方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：本發(fā)明以鈦板陽極氧化先在表面形成納米管，然后電鍍沉積納米R(shí)uNi合金而成。鈦板陽極氧化焙燒后在鈦板表面形成一薄層高比表面的TiO2納米管，TiO2納米管表面電鍍沉積的RuNi合金能提高TiO2納米管的導(dǎo)電性以及RuNi合金對(duì)TiO2的協(xié)同作用提高TiO2對(duì)甲醇的催化氧化性能，同時(shí)，甲醇氧化產(chǎn)生的CO等中間產(chǎn)物被吸附、轉(zhuǎn)移到RuNi/TiO2納米管表面，并被深度氧化為最終產(chǎn)物CO2，可以提高催化劑的抗CO毒化能力，由于RuNi的價(jià)格遠(yuǎn)低于Pt、Ru等貴金屬，且在RuNi/TiO2納米管中量較小，因此可以大大降低催化劑的成本，RuNi/TiO2納米管電極用作直接甲醇燃料電池陽極，可以提高電池性能。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1：（1）鈦板的前處理：鈦板用金相砂紙打磨，丙酮中超聲除油15分鐘，甲醇或乙醇清洗，1mol/L的HF處理10分鐘，二次蒸餾水超聲清洗3次，烘干。（2）TiO2納米管/Ti的制備：將處理好的鈦板在電解液中進(jìn)行陽極氧化。電解液的組成：0.5%-1%的HF，1mol/L的H2SO4。電解電位20V，電解時(shí)間30分鐘。電解完畢，去離子水洗滌，烘干，馬弗爐中500-600℃焙燒3小時(shí)得TiO2納米管/Ti。（3）RuNi/TiO2納米管電極的制備：將制備好的TiO2納米管/Ti作為陰極進(jìn)行電鍍，鍍液的體積為50mL。電鍍液的組成：NiSO4·6H2O250g/LRuCl31g/LH3BO320g/LPH:4.4T:室溫電流密度：5mA/cm2t:30分鐘電鍍完畢，去離子水洗滌，烘干，得RuNi/TiO2納米管電極。實(shí)施例2：（1）鈦板的前處理：鈦板用金相砂紙打磨，丙酮中超聲除油15分鐘，甲醇或乙醇清洗，1mol/L的HF處理10分鐘，二次蒸餾水超聲清洗3次，烘干。（2）TiO2納米管/Ti的制備：將處理好的鈦板在電解液中進(jìn)行陽極氧化。電解液的組成：0.5%-1%的HF，1mol/L的H2SO4。電解電位20V，電解時(shí)間120分鐘。電解完畢，去離子水洗滌，烘干，馬弗爐中500-600℃焙燒3小時(shí)得TiO2納米管/Ti。（3）RuNi/TiO2納米管電極的制備：將制備好的TiO2納米管/Ti作為陰極進(jìn)行電鍍，鍍液的體積為50mL。電鍍液的組成：NiSO4·6H2O250g/LRuCl31g/LH3BO320g/LPH:4.4T:室溫電流密度：5mA/cm2t:60分鐘電鍍完畢，去離子水洗滌，烘干，得RuNi/TiO2納米管電極。實(shí)施例3：（1）鈦板的前處理：鈦板用金相砂紙打磨，丙酮中超聲除油15分鐘，甲醇或乙醇清洗，1mol/L的HF處理10分鐘，二次蒸餾水超聲清洗3次，烘干。（2）TiO2納米管/Ti的制備：將處理好的鈦板在電解液中進(jìn)行陽極氧化。電解液的組成：0.5%-1%的HF，1mol/L的H2SO4。電解電位20V，電解時(shí)間60分鐘。電解完畢，去離子水洗滌，烘干，馬弗爐中500-600℃焙燒3小時(shí)得TiO2納米管/Ti。（3）RuNi/TiO2納米管電極的制備：將制備好的TiO2納米管/Ti作為陰極進(jìn)行電鍍，鍍液的體積為50mL。電鍍液的組成：NiSO4·6H2O250g/LRuCl31g/LH3BO320g/LPH:4.4T:室溫電流密度：5mA/cm2t:90分鐘電鍍完畢，去離子水洗滌，烘干，得RuNi/TiO2納米管電極。