[發明專利]一種適用于動態工況的高穩定性的燃料電池陰極催化劑

無效

• 申請號: 200910248845.1
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN102110821A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 邵志剛;秦曉平;周志敏;孫立言
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/96;H01M4/92;H01M4/88;B01J32/00;B01J21/18;B01J23/42;B01J23/44;B01J23/89
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳;周秀梅

1.一種適用于動態工況的高穩定性的燃料電池陰極催化劑，其特征在于：所述催化劑為負載型催化劑，其采用的載體為預處理后的長度0.5-15μm、直徑8-100nm的碳納米管的任意一種或多種；

預處理過程為純化預處理，將長度為0.5-15μm、直徑8-100nm的碳納米管材料與質量濃度65-68％濃硝酸按1g碳納米管∶50-150mL濃硝酸的比例混合，用超聲波處理10-30min，然后在120-140℃回流處理4-8h，冷卻至室溫后，過濾，固體用蒸餾水洗滌至中性，在真空干燥箱中60-80℃真空干燥12-24h即可。

2.如權利要求1所述的催化劑，其特征在于：所述長度為0.5-2μm、直徑10-20nm的碳納米管作為載體所制備的催化劑的電化學穩定性最好。

3.如權利要求1所述的催化劑，其特征在于：

所述碳納米管的預處理也可以分兩步進行，首先純化，在純化后可再進行功能化；

功能化預處理：在2-4M的混酸中、在4-8M的雙氧水中或者在次氯酸鈉溶液中進行；

具體為：將經過純化處理的MWNTs置于盛有50-150mL?2-4M?HNO₃和2-4M?H₂SO₄混合酸中，硝酸和硫酸體積比1∶1-1∶3，超聲震蕩5-20min，然后在120-140℃回流處理4-8h，過濾，固體蒸餾水洗滌至中性，在真空干燥箱中60-80℃真空干燥12-24h即可；

或，將經過純化處理的MWNTs在室溫下按1g碳納米管∶50-150mLH₂O₂的比例與4-8M?H₂O₂混合，攪拌處理36-96h，過濾，固體蒸餾水洗滌至中性，在真空干燥箱中60-80℃真空干燥12-24h即可；

或，將經過純化處理的MWNTs在室溫下按1g碳納米管∶50-150mLNaClO的比例與NaClO混合，攪拌處理12-36h，過濾，固體蒸餾水洗滌至中性，在真空干燥箱中60-80℃真空干燥12-24h即可。

4.如權利要求1所述的催化劑，其特征在于：

所述催化劑為擔載型貴金屬催化劑，使用權利要求1所述載體的催化劑的活性組分的含量為0.5～90％，活性組分為一種元素Pt或兩種金屬元素Pt與過渡金屬及其他貴金屬形成的合金催化劑。

5.如權利要求4所述的催化劑，其特征在于：所述兩種金屬元素為PtPd、PtNi、PtFe或PtCo。

6.如權利要求4或5所述的催化劑，其特征在于：所述性組分的含量為20～40％，活性組分顆粒的粒徑為1-3nm。

7.如權利要求1所述的催化劑，其特征在于：所述催化劑制備采用微波加熱法或乙二醇還原法。