[發明專利]一種燃料電池催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201010129549.2
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN102188972A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 張向軍;盧世剛;李偉偉
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: B01J23/64
• 分類號: B01J23/64;H01M4/92;H01M4/88
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 程鳳儒

1.一種燃料電池催化劑，其特征在于，是由碳擔載型Pt和水合氧化鈮或脫水氧化鈮組成的復合物，其中，Pt的質量百分數含量為5-40％，水合氧化鈮中的氧化鈮或脫水氧化鈮的質量百分數含量為10％-90％，余量為碳；或者是由碳擔載型Pt-Ru和水合氧化鈮或脫水氧化鈮組成的復合物，其中，Pt的質量百分數含量為5-40％，Ru的質量百分數含量為4-40％，水合氧化鈮中的氧化鈮或脫水氧化鈮的質量百分數含量為10％-90％，余量為碳。

2.一種燃料電池催化劑制備方法，其特征在于，該方法包括以下各步驟：

(1)、將碳粉末均勻分散在有機溶劑和水組成的混合溶劑中制得懸浮液，其中，有機溶劑與水的體積比為100∶5至5∶100，碳粉末以g計，有機溶劑以1計，其配合比例為0.01-100g/l；

(2)、在步驟(1)中得到的懸浮液中分別加入M₂Pt(OH)₆、RuCl₅、草酸鈮，配制成鉑含量0.01-60g/l、釕含量0-60g/l、鈮含量0.01-60g/l的懸浮液，其中M為H、NH₄⁺、Na和K中的一種，攪拌混合均勻，調節PH至5-12；其中，釕含量為0時，RuCl₅的加入量也為0；

(3)、在步驟(2)中得到的懸浮液中加入過量的還原劑，進行還原反應，所述的還原反應的溫度為40-100℃，反應的時間為5min-24h；

(4)、將還原反應后的產物過濾，洗滌后，干燥得到固體粉末；

(5)、將固體粉末在Ar氣氛中進行熱處理，處理溫度為100-1000℃，熱處理時間10分鐘至10小時，即可制得以水合氧化鈮或脫水氧化鈮作為促進劑的碳擔載型Pt或Pt-Ru復合催化劑。

3.根據權利要求2所述的燃料電池催化劑制備方法，其特征在于：在所述的步驟(1)中，所述的有機溶劑為乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇和丙酮中一種。

4.根據權利要求2所述的燃料電池催化劑制備方法，其特征在于：在所述的步驟(5)中，所述的熱處理溫度為t，100≤t＜600℃時，得到以水合氧化鈮為促進劑的碳擔載型Pt或Pt-Ru復合催化劑；熱處理溫度t為600-1000℃時，得到以脫水氧化鈮作為促進劑的碳擔載型Pt或Pt-Ru復合催化劑。

5.根據權利要求2所述的燃料電池催化劑制備方法，其特征在于：在所述的步驟(3)中，所述的還原劑為甲酸、甲醛、水合肼、硼氫化鈉或硼氫化鉀的水溶液，所述的過量的還原劑的摩爾量為按化學反應要求所需純的甲酸、甲醛、水合肼、硼氫化鈉或硼氫化鉀的摩爾量的1倍以上至20倍。

6.根據權利要求2所述的燃料電池催化劑制備方法，其特征在于：在所述的步驟(4)中，所述的干燥過程是在40-100℃真空條件下進行。