[發明專利]碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑及其制備

有效

• 申請號: 201310530979.9
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103586063A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 喬錦麗;卿昕;石晶晶;張憬;陳文照
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;H01M4/90
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

1.一種碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑，其特征在于，由催化劑前驅體經焙燒還原處理制成，所述的催化劑前驅體包括碳材料30wt％-90wt％和四磺酸基銅酞菁四鈉鹽10wt％-70wt％。?

2.如權利要求1所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑，其特征在于，所述的催化劑前驅體還包括第二活性組分0wt％-60wt％。?

3.如權利要求2所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑，其特征在于，所述的第二活性組分包括活性金屬源和活性氮源，所述的活性金屬源為醋酸銅、醋酸鐵、醋酸鈷、醋酸鎳、醋酸鉬、醋酸錳、乙酰丙酮釩、乙酰丙酮合釩、乙酰丙酮氧釩、乙酰丙酮鉑和乙酰丙酮鈀中的至少一種；所述的活性氮源為吡啶、甲級吡啶、吡啶甲酸、吡咯、乙二胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺，3，3’-二羥基二苯胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。?

4.如權利要求1所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑，其特征在于，所述的碳材料為活性炭Vlucan?XC-72R、BP2000、碳納米管、納米碳纖維、碳納米籠、石墨烯或氧化石墨烯。?

5.權利要求1-4中任一項所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟包括：?

第一步：將碳材料30wt％-90wt％和四磺酸基銅酞菁四鈉鹽10wt％-70wt％溶于溶劑中，研磨至溶劑揮發完全，干燥，得催化劑前驅體；?

第二步：將第一步所得的催化劑前驅體在惰性氣體氣氛保護下以5～25℃／min升溫至600～1100℃焙燒還原處理2～4h得到碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池復合催化劑。?

6.如權利要求5所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述第一步中的溶劑中還溶有第二活性組分0wt％-60wt％。?

7.如權利要求5所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述第一步中的溶劑為去離子水、甲醇、乙醇、丙酮、氯仿或四氫呋喃。?

8.一種制備燃料電池用膜電極結合體的方法，其特征在于，采用權利要求1-4中任一項所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑，具體步驟為：將權利要求1-4中任一項所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化?劑分散到異丙醇溶液中，超聲后得到催化劑溶液；將所述的催化劑溶液轉移到GC電極上，將甲醇溶液和Nafion溶液混合作為粘結劑，將粘結劑滴在已轉移到玻碳電極上的催化劑溶液中，自然晾干，得到燃料電池用膜電極結合體。?

9.如權利要求8所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述的燃料電池為以甲醇、乙醇、丙醇、甘油或二甲醚為液體燃料的直接堿性燃料電池、堿性聚合物燃料電池、金屬-空氣電池或微生物燃料電池。?

10.如權利要求8所述的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述的燃料電池用膜電極結合體中的碳負載四磺酸基銅酞菁四鈉鹽燃料電池催化劑的負載量為40μg／cm²-800μg／cm²。