[發明專利]一種燃料電池催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410014110.3
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103769086A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 程立明;魏廣科
• 申請（專利權）人: 江蘇綠遙燃料電池系統制造有限公司
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/46;B01J37/34;H01M4/88
• 代理公司: 北京天平專利商標代理有限公司 11239
• 代理人: 王雅輝

1.一種燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

A、制備催化劑載體干粉：將碳粉、碳納米管或碳粉與碳納米管的任意比例的混合物400～600克，用干粉混料機混合均勻得到催化劑載體干粉；

B、制備帶有膠粘層的四合一離型基膜：在離型基膜(1)的兩個側面分別涂覆一層硅油離型層(2)，然后在其中一個硅油離型層(2)表面再涂覆一層膠粘層(3)；

C、噴粉：利用精密靜電噴粉機將步驟A中制備的催化劑載體干粉噴在步驟B中制備的離型膜帶有膠粘層(3)的一側，形成一層厚度為0.1～2μm均勻分布的催化劑載體層(4)，噴粉壓力為5-8bar；

D、真空磁控濺射貴金屬催化劑：在0.5～2Pa的壓力下，通過真空磁控濺射技術將貴金屬催化劑濺射到催化劑載體層(4)上，濺射層厚度為1～7nm，得到濺射有貴金屬催化劑的載體膜；

E、分離載體膜：利用剝離機將步驟D中得到的濺射有貴金屬催化劑的載體膜從離型基膜(1)上剝離；收卷后切片，得到切片面積小于或等于2---4平方厘米的載體膜切片；將該載有催化劑的載體膜切片放在清洗劑中進行超聲清洗，清洗掉膜表面的膠粘層(3)，清洗完成后在120℃下進行真空干燥；

F、粉碎：使用微粉磨將步驟E中得到的載體膜切片粉碎成直徑0.1-3μm的顆粒；

G、將步驟F中粉碎后的顆粒放入炭化爐，在氬氣或氮氣的保護下，于600℃～1300℃下碳化30～120分鐘得到燃料電池催化劑。

2.根據權利要求1所述的燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述的碳納米管管徑在7～15nm，重金屬含量在3ppm以下；碳粉粒徑在10---100nm。

3.根據權利要求1所述的燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述的離型基膜(1)的制作材料選自PET、PVC、PC、PEN、PA和PI中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述的膠粘層(3)的制作材料選自丙烯酸類、聚氨酯類和硅膠類中的任意一種。

5.根據權利要求1所述的燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述離型基膜(1)的厚度為10～250μm；所述硅油離型層(2)的厚度為1～5μm；所述膠粘層(3)的厚度為2～10μm。

6.根據權利要求1所述的燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，步驟D中所述的貴金屬催化劑為鉑或鉑釕。

7.根據權利要求1所述的燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，步驟D中所述的真空磁控濺射技術為直流磁控濺射技術或者中頻磁控濺射技術。

8.根據權利要求1所述的燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，步驟D中濺射功率為5～20W/cm²，濺射工作氣體為氬氣，氣體流量每分鐘15-20毫升。

9.根據權利要求1所述的燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，步驟E中所述的清洗劑為丁酮或乙酸乙酯。