[發明專利]一種核殼型超低鈀鉑燃料電池催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 201210524321.2
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103041823A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 陳安尚;邱再明;孫冰峰
• 申請（專利權）人: 大連科諾催化有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;H01M4/92
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種核殼型超低鈀鉑燃料電池催化劑，包括載體和活性組份,所述載體為C，其特征在于，所述活性組份為PdM₁PtM₂，所述PdM₁為核，所述PtM₂為殼；所述M₁和所述M₂為Fe、Cu、Co和Ni中的一種金屬或兩種以上金屬以任意比例組合而成；所述Pd和所述Pt占所述催化劑總質量的1～5%。

2.如權利要求1所述的核殼型超低鈀鉑燃料電池催化劑，其特征在于，所述PdM₁PtM₂占所述催化劑總質量的20～50%。

3.如權利要求1所述的核殼型超低鈀鉑燃料電池催化劑，其特征在于，所述M₁和M₂為相同的組份或不同的組份。

4.如權利要求1所述的核殼型超低鈀鉑燃料電池催化劑，其特征在于，所述Pd占所述催化劑總質量的0.5～3%，所述Pt占所述催化劑總質量的0.5～2%。

5.如權利要求1所述的核殼型超低鈀鉑燃料電池催化劑，其特征在于，所述C為活性炭、石墨碳、炭黑或介孔碳。

6.如權利要求1所述的核殼型超低鈀鉑燃料電池催化劑，其特征在于，所述催化劑活性組份的顆粒大小為1-3nm。

7.一種如權利要求1～6之一所述的核殼型超低鈀鉑燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）所述載體的處理

將所述載體分散到乙醇液浸泡3h，過濾，用3倍于所述載體質量的乙醇洗滌，然后用5倍于所述載體質量的水洗滌，再分散于酸溶液中處理1～12h，加氧化還原劑處理0.5～12h，過濾水洗干燥備用；

（2）所述核的制備

將所述步驟（1）所得的所述載體分散于電導率≤1μs/cm的去離子水中，加入有機分散保護劑，超聲分散均勻后，再加入所述Pd和所述M₁的鹽混合液，超聲分散，加入堿調節pH值到9～11，穩定1～24h后，加入還原劑反應4～24h，洗滌至無氯離子，制得PdM₁/C；

（3）制備PdM₁PtM₂/C

將所述步驟（2）制得的PdM₁/C加入到乙二醇溶液中，再加入有機分散保護劑，加入所述Pt和所述M₂的鹽混合液，超聲分散，加入堿調節pH值到9～11，穩定1～24h，轉移至釜中于90～120℃反應2～24h，洗滌至無氯離子，于60～80℃真空干燥，制得PdM₁PtM₂/C。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述酸為鹽酸、硝酸或磷酸，所述酸濃度為0.1～5mol/L。

9.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述鹽為鹽酸鹽或硝酸鹽，所述鹽混合液的金屬離子濃度為10～1000mg/L。

10.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述氧化還原劑為雙氧水、次氯酸鈉和高氯酸之一種或兩種以上組合而成，所述氧化還原劑與所述C的摩爾比為1:10～100。

11.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述有機分散保護劑為HP-β-CD、鄰苯二甲酸、檸檬酸鈉、月桂酸甘油酯、豆蔻酸甘油酯、丁基酚聚氧乙烯醚、鄰菲羅啉phen和聚吡咯ppy的一種溶劑或兩種以上溶劑以任意比例組合而成，每克所述催化劑使用所述有機分散保護劑的量為0.005～0.08mol。

12.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述還原劑為硼氫化鈉，所述硼氫化鈉與所述步驟（2）中的總金屬離子的摩爾比為5～50:1，所述硼氫化鈉的濃度為0.1～0.5mol/L。

13.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述堿為氫氧化鉀、碳酸鉀和磷酸鉀中的一種溶液或兩種以上溶液按任意比例組合而成,所述堿的質量百分比濃度是5～25%。