單鏈dna/還原石墨烯/棉花狀鉑納米粒子及其合成與應用

　　发明涉及單鏈DNA/還原石墨烯/棉花狀鉑納米粒子及其合成與應用。将鱼精DNA钠盐热解形成單鏈DNA，在热解温度下向單鏈DNA溶液中进入氧化石墨烯，搅拌均匀，再进入柠檬酸三钠还原后获得單鏈DNA修饰的還原石墨烯溶液；将玻碳电极处置干净，滴加單鏈DNA修饰的還原石墨烯溶液，干亢备用；以所得玻碳电极作为工作电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，在氯铂酸混合溶液中进行電化學沉积，合成單鏈DNA/還原石墨烯/棉花状铂纳米粒子。与现有技术相比，本发明合成的單鏈DNA修饰的還原石墨烯为基底的棉花状的铂纳米粒子用于甲醇燃料电池阴极材料，成功解决了甲醇燃料电池阴极材料的毒化问题，提高材料催化性和抗毒化性。

目前，人類面臨著各種各樣嚴峻的環境問題。其中，人們在日常生活中對能源的快速消耗，不僅使化石能源儲備大批減少，還對于大自然帶來了不可修複的損害。因此，尋找綠色、高效的能源來代表化石燃料是人類迫在眉睫的情况。作爲化石燃料電池的替代電池，質子交換膜燃料電池(PEMFCs)、直接甲醇燃料電池(DMFCs)和直接甲酸燃料電池(DFAFCs)都有著廣泛的實際應用。相比傳統化石燃料電池，替代燃料電池都擁有高能量密度和環境汙染低的特點。其中，甲醇被認爲是最合適的燃料之一。由于甲醇的分子量低，結構簡單，能量密度高，完全可以滿足實際需求，用于實際應用。

發展甲醇燃料電池的關鍵集中在設計新穎和優越的陽極催化材料以及優化合成工藝。目前，在金屬催化劑中，鉑(Pt)作为阳极金属催化剂关于甲醇氧化反应拥有最高的電化學催化活性。然而，在甲醇催化过程中会产生CO，它會占據鉑(Pt)外表活性位點，鉑(Pt)被CO毒化而降低催化活性。這個尚未解決的問題在很大程度上限制其在燃料電池中的應用。

根據先前的研宄工作，在雙金屬催化劑中，合成基于鉑的合金如钯(Pd)，钌(Ru)，錫(Sn)，金(Au)，鐵(Fe)，在相鄰金屬納米粒子的外表形成的含氧基團(eg，OH)可以移除催化劑外表吸附的CO(COad)毒性分子。另外，Papakonstantinou等發現在氧化石墨稀(GO)/Pt材料中，在石墨烯外表存在的含氧基團也會加速氧化吸附在Pt的結合位點上的CO毒性分子。

但是，迄今为止，无论是双金属依然单纯的石墨烯都不能很好地解决毒化问题，因此发明一种卓越的抗毒化性和催化活性的燃料电池阴极材料是一个迫切需要解决的重要技术问题。同时国内外尚未有使用單鏈DNA修饰的還原石墨烯为基底用于合成棉花状的铂纳米粒子，同时表现出卓越的抗毒化性和催化活性。