[發(fā)明專利]燃料電池、一種具有核殼結構的催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410253361.7
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN105268453B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 周紅茹;陳雪松;方亮;唐厚聞;高雷
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/652;B01J35/00;H01M4/92
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理事務所(普通合伙)11304
• 代理人: 趙百令,劉大玲

1.一種具有核殼結構的催化劑的制備方法，其特征在于，包括：

將X鹽溶液分散至含鉑量30％～70％的鉑碳催化劑溶液中以形成懸浮液，所述X為過渡金屬；

在酸性環(huán)境下加入水合肼至所述懸浮液以進行還原反應，干燥并高溫處理后獲得鉑X合金碳化合物；

酸洗所述鉑X合金碳化合物以得到所述具有核殼結構的催化劑。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述X為鈷、鎳、鐵或鉻。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述X鹽溶液是X鹽及溴化四辛基銨的乙醇溶液。

4.如權利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，所述X鹽為XF₂、XCl₂、XBr₂、XI₂、X(NO₃)₂或XSO₄。

5.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述X鹽溶液中，X鹽與所述溴化四辛基銨的摩爾比為1:1～1:3。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述懸浮液中，鉑和X的摩爾比為1:3～3:1。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鉑碳催化劑溶液的含鉑量為40％～70％。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鉑碳催化劑溶液的含鉑量為50％～70％。

9.如權利要求1、7或8所述的制備方法，其特征在于，所述鉑碳催化劑溶液是將鉑碳催化劑超聲分散于去離子水和乙醇的混合溶劑中制得的。

10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述混合溶劑中，去離子水和乙醇的比例為1:2。

11.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述酸性環(huán)境的pH值范圍為4～5。

12.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，水合肼與鉑或X的摩爾比例為13∶1。

13.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，攪拌以進行所述還原反應，所述還原反應的時間為20h～40h。

14.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在還原反應結束后，所述懸浮液轉變?yōu)榈谝换旌弦海趯λ龅谝换旌弦哼M行干燥步驟前，所述制備方法還包括：交替地使用去離子水和乙醇對所述第一混合液反復洗滌及過濾，以恢復所述第一混合液的中性環(huán)境。

15.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在惰性氣體保護下進行所述干燥。

16.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在惰性氣體保護下進行所述高溫處理，所述高溫處理的溫度為600℃～900℃，高度處理的時間為1h～3h。

17.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，酸洗步驟包括：

將所述鉑X合金碳化合物放入硫酸溶液以形成第二混合液；

攪拌所述第二混合液，攪拌時間為14h～40h。

18.如權利要求17所述的制備方法，其特征在于，所述酸洗步驟還包括：對所述第二混合液加熱至60℃～80℃。

19.如權利要求17所述的制備方法，其特征在于，還包括：

冷卻所述第二混合液；

交替地使用去離子水和乙醇對所述第二混合液反復洗滌及過濾，以恢復所述第二混合液的中性環(huán)境；

在惰性氣體保護下干燥所述第二混合液并獲得所述具有核殼結構的催化劑。

20.一種具有核殼結構的催化劑，其特征在于，所述催化劑使用如權利要求1至19任一項所述的制備方法得到，該催化劑的鉑含量為50％～70％。

21.如權利要求20所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑的鉑合金納米粒子的平均粒徑為4～6nm。

22.一種燃料電池，其特征在于，包括：電極及如權利要求20或21所述的催化劑。