[發(fā)明專利]一種Pt催化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410321202.6
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104084193A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢巍;司鳳占;劉長鵬;梁亮;李晨陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J37/16;H01M4/92
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Pt催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)將燃料所含化學(xué)能直接、連續(xù)地轉(zhuǎn)化為電能的高效、潔凈的發(fā)電系統(tǒng)。燃料電池包括質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC)。其中，質(zhì)子交換膜燃料電池具有運行溫度低、能量密度高、無腐蝕、啟動快等優(yōu)點在便攜式電源和小型電源等方面具有良好的應(yīng)用前景。

在質(zhì)子交換膜燃料電池中，催化劑的活性和穩(wěn)定性對電池的性能有重要影響。在催化劑的組成成分中，載體起到分散活性物質(zhì)并提高活性物質(zhì)利用率、參與構(gòu)筑三相反應(yīng)界面、傳導(dǎo)反應(yīng)產(chǎn)生電子等作用。鑒于載體較高的導(dǎo)電率和多孔結(jié)構(gòu)，活性炭在該領(lǐng)域是最為廣泛應(yīng)用的載體，但是由于在長期運行過程中單一碳載體產(chǎn)生的腐蝕損失。另外，采用TiO₂等金屬氧化物作為燃料電池催化劑載體也有很多報道，TiO₂作為廣泛應(yīng)用于光催化的光活性成分，在紫外光(UV)的激發(fā)下可以產(chǎn)生電子和空穴，而其中產(chǎn)生的電子可以作為還原劑進行后續(xù)的電子得失反應(yīng)。

現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)有很多報道提出了將碳載體與TiO₂結(jié)合的策略(D.Wang,Z.Ma,S.Dai,J.Liu,Z.Nie,M.H.Engelhard,R.Kou,Low-temperature?synthesis?of?tunable?mesoporous?crystalline?transition?metal?oxides?and?applications?as?Au?catalyst?supports,The?Journal?of?Physical?Chemistry?C.2008(112):13499-13509)：這些方法都集中于分別合成C和TiO₂，然后將二者機械混合(D.M.Antonelli,J.Y.Ying,Synthesis?of?hexagonally?packed?mesoporous?TiO₂by?a?modified?sol-gel?method,Angewandte?Chemie?International?Edition?in?English.1995(34):2014-2017)；或基于碳載體和TiO₂顆粒在后續(xù)步驟擔(dān)載活性物質(zhì)(A.Esfandiar,S.Ghasemi,A.Irajizad,O.Akhavan,M.Gholami,The?decoration?of?TiO₂/reduced?graphene?oxide?by?Pd?and?Pt?nanoparticles?for?hydrogen?gas?sensing,International?Journal?of?Hydrogen?Energy.2012)。但是，這樣的合成策略對于碳載體、TiO₂和Pt三相的界面都難以做到保證和控制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種Pt催化劑的制備方法，本發(fā)明提供的制備方法制備Pt催化劑過程中能夠?qū)μ驾d體、TiO₂和Pt三相界面可控，有利于調(diào)控制得的Pt催化劑的電化學(xué)活性。

本發(fā)明提供了一種Pt催化劑的制備方法，包括以下步驟：

a)將碳載體、Pt前軀體、鈦前軀體、調(diào)節(jié)劑和乙醇混合，得到混合懸濁液，所述調(diào)節(jié)劑包括有機酸化合物或有機堿化合物；

b)將所述步驟a)得到的混合懸濁液進行紫外光照射，得到Pt催化劑。

優(yōu)選地，所述有機酸化合物包括冰醋酸和/或苯甲酸。

本發(fā)明提供了一種上述技術(shù)方案所述的制備方法，所述有機酸化合物和Pt前軀體的摩爾比為1～4:1。

優(yōu)選地，所述有機堿化合物包括三乙胺、三乙烯二胺、吡啶、N-甲基嗎啉、四甲基乙二胺、1,8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十一烯-7、1,5-二氮雜雙環(huán)[4,3,0]壬烯-5、氨水、4-二甲氨基吡啶和四甲基胍中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述有機堿化合物和Pt前軀體的摩爾比為1～4:1。

優(yōu)選地，所述Pt前軀體包括H₂PtCl₆和/或(NH₄)₂PtCl₆。

優(yōu)選地，所述鈦前軀體包括鈦酸異丙酯和/或鈦酸四丁酯。

優(yōu)選地，所述碳載體包括活性炭、碳納米管和石墨烯中的一種或多種。