本发明属于燃料电池催化剂，具体涉及一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，用于直接甲醇燃料电池阳极催化剂。
背景技术：
1、燃料电池可以将化学能直接转化为电能，并且燃料电池也是一种清洁的能量转化装置，可以减少对化石燃料的依赖，用于解决环境问题及全球气候变化等问题。在各种类型的燃料电池中，直接醇燃料电池（dafc）能够将可再生能源转化为电能，因此dafc代表了一种潜在的有前景的化石燃料的替代能源。醇有甲醇、乙醇和乙二醇等，其中甲醇能够以液体形式直接进料到阳极中，无需任何预重整过程。同时甲醇具有良好的电化学活性，可持续获得，可生物降解，并且相对便宜。因此制备的直接甲醇燃料电池（dmfc）也具有高功率密度、高能效、方便运输和储存等特点，被认为是便携式电子设备和电动汽车的一种有前景的电源。随着dmfc的深入研究，发现缺乏合适的阳极催化剂而且其催化活性较低。研究表明，pt基催化剂由于其优异的mor活性以及在苛刻和氧化条件下的耐久性而被广泛研究。然而，pt的成本昂贵、资源稀薄、利用率低，而且在碱性溶液中容易中毒，严重限制了其潜在的商业价值。为了解决这个问题，钯（pd）已经成为了最有吸引力的替代品，pd的丰度至少是pt的50倍。而且与pt相比，pd还具有更低的价格和更好的电催化活性，在碱性环境中对醇的氧化具有较高的活性。研究发现，可以通过添加第二种金属即制备pd基（pdm）合金催化剂或杂原子掺杂。
2、合成pd-m纳米颗粒的方法有很多种，有电化学还原法，化学还原法，间歇微波辐射和浸渍法，溶液沉淀法，水合肼还原和化学置换法，湿法浸渍法和多元醇技术。这些方法中使用最多的是以nabh4为还原剂的化学还原方法。通过nabh4还原法，聚乙二醇（peg）为保护剂，一锅合成了负载在氧化石墨烯(rgo)的pdm (m = co，ni，cu)二元催化剂。通过研究发现，添加过渡金属和peg作为保护剂可以提高催化剂的电化学性能。通过nabh4还原技术制备了一系列m (ni，co，zn，v，ag，mn)@(pd/mwcnt) 纳米催化剂。采用nabh4还原法，成功的制备了碳负载的pdni电催化剂用作碱性直接甲烷燃料电池（admefcs）的阳极材料。并且不仅在二元合金中，在三元合金中采用以nabh4为还原剂的化学还原法也得到了应用。采用硼氢化钠（nabh4）和甲酸为还原剂，成功合成了vulcan xc-72r负载的pdnix和pdnizr双金属催化剂。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，以聚乙烯吡咯烷酮（pvp）为保护剂，nabh4为还原剂，氨水溶液调节ph，合成了pd-ni/c催化剂。通过研究不同的nabh4用量对pd-ni/c催化剂活性的影响来提高催化剂的活性。
2、本发明采用如下技术方案：
3、一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，包括如下步骤：
4、第一步，将经过预处理的vulcanxc-72、氯化镍溶液、氯化钯溶液和pvp以及蒸馏水加入三口烧瓶中，用保鲜膜封口，超声30 min，超声3-5 min后加入氨水；
5、第二步，超声结束后，加入nabh4，得到混合溶液；
6、第三步，将得到的混合溶液放到搅拌器上搅拌，搅拌结束后静置；
7、第四步，将静置后的混合溶液进行抽滤，抽滤快结束时，加入丙酮，将抽滤得到的固体放入真空干燥箱中，干燥；
8、第五步，干燥结束后，研磨，得到所需催化剂，记为pd-ni/c-x。
9、进一步地，第一步中所述vulcanxc-72、氯化镍溶液、氯化钯溶液和蒸馏水的用量比为42 mg：1 ml：2 ml：100 ml。
10、进一步地，氯化镍溶液的浓度为0.1675 m，氯化钯溶液的浓度为0.0282 m，pvp的质量为0.2507g。
11、进一步地，第一步中加入氨水的体积为8.6 ml，氨水的浓度为1 m。
12、进一步地，第三步中所述搅拌时间为4-5 h，搅拌结束后静置24 h。
13、进一步地，第四步中所述干燥温度为75 ℃，干燥时间为5 h。
14、进一步地，催化剂表示为pd-ni/c-x，其中x是nabh4的实际用量与化学计量比所需用量之间的比值。
15、本发明的有益效果如下：
16、本发明以nabh4为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮（pvp）为保护剂，在氨水调节的碱性介质中合成了pd-ni/c催化剂。通过tem、hrtem和xrd对合成的纳米催化剂的形貌和结构性能进行了评价，证明了掺杂pd2b和nib的pd-ni/c催化剂的成功合成。合成的pd-ni纳米粒子具有较小的粒径和良好的分散性。xps分析表明，在pd-ni/c催化剂中，pd和ni主要以氧化态存在，pd与ni之间也存在较强的电子相互作用。此外，将b和ni分别插入pd-pd的原子间距中，显著改变了pd的表面电子态和原子间距，有助于提高pd-ni/c催化剂的活性。通过循环伏安法（cv）、计时电流法（ca）和电化学阻抗谱（eis）分析了pd-ni/c催化剂对甲醇氧化的电化学性能。结果表明，pd-ni/c催化剂具有良好的活性和耐co性。此外，nabh4的量为化学计量比的25倍时（pd-ni/c-25），合成的pd-ni/c催化剂显示出最佳的ecsa和甲醇电氧化阳极电流密度，分别达到1602.2 cm2mg-1pd和1406.5 ma mg-1pd。此外，pd-ni/c-25催化剂的阳极电流密度响应与扫描速率的平方根之间存在良好的线性关系，这表明甲醇在该催化剂上的氧化动力学是一个扩散控制的过程，表明其具有优异的电催化性能。ca曲线的结果表明，pd-ni/c-25催化剂具有很好的耐久性。eis结果表明，在这些pd-ni/c催化剂中，pd-ni/c-25催化剂具有最好的电荷转移效率。因此，pd-ni/c-25催化剂在直接甲醇燃料电池中具有广泛的应用潜力。
1.一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，其特征在于：第一步中所述vulcanxc-72、氯化镍溶液、氯化钯溶液和蒸馏水的用量比为42 mg：1ml：2 ml：100 ml。
3.根据权利要求1所述的一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，其特征在于：氯化镍溶液的浓度为0.1675 m，氯化钯溶液的浓度为0.0282 m，pvp的质量为0.2507 g。
4.根据权利要求1所述的一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，其特征在于：第一步中加入氨水的体积为8.6 ml，氨水的浓度为1 m。
5.根据权利要求1所述的一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，其特征在于：第三步中所述搅拌时间为4-5 h，搅拌结束后静置24 h。
6.根据权利要求1所述的一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法法，其特征在于：第四步中所述干燥温度为75 ℃，干燥时间为5 h。
7.根据权利要求1所述的一种掺杂pd2b和nib的pd-nic电化学催化剂的制备方法，其特征在于：催化剂表示为pd-ni/c-x，其中x是nabh4的实际用量与化学计量比所需用量之间的比值。
