[發明專利]一種金銥雙功能氧電極催化劑及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410427900.4
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104258853B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 孫公權;袁麗只;姜魯華
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;H01M4/92
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,孟卜娟

1.一種金銥雙功能氧電極催化劑，其特征在于：所述催化劑為碳擔載型催化劑或非擔載型催化劑；所述催化劑中Au的質量百分比含量為40％～60％；Ir的質量百分比含量為40％～60％；

所述催化劑中金的平均粒徑為3～5nm，而銥的平均粒徑為1.5～3nm，且金銥以非合金形式存在。

2.一種權利要求1所述金銥雙功能氧電極催化劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟，

(1)去離子水中加入氯金酸水溶液和氯銥酸水溶液并混合均勻，然后加入表面活性劑水溶液混合均勻，得到催化劑前體漿液；所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、聚乙烯基吡咯烷酮中的中一種或兩種以上的混合物；

(2)在惰性氣氛保護下，在步驟(1)所得催化劑前體漿液中加入還原劑水溶液反應后，將所得溶液離心得黑色膏狀物質或加入碳載體后將所得溶液抽濾得黑色膏狀物質；所述反應溫度為30～70℃；所述反應時間為3～12h；(3)采用去離子水對步驟(2)所得黑色膏狀物質進行洗滌干燥后得金銥雙功能氧電極催化劑；

所述步驟(1)中，氯金酸水溶液的質量濃度為0.01～10mg/mL；氯銥酸水溶液的質量濃度為0.01～10mg/mL；表面活性劑水溶液的質量濃度為1～10mg/mL；氯金酸和氯銥酸的質量比為0.04～14.85；表面活性劑物質的量與氯金酸和氯銥酸的物質量總和的比為2.6～130；

所述步驟(2)中，還原劑水溶液中還原劑的質量濃度為1～5mg/mL；所述還原劑水溶液中還原劑的物質的量與步驟(1)中氯金酸和氯銥酸的物質的量總和的比不小于1。

3.如權利要求2所述金銥雙功能氧電極催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中碳載體為Vulcan XC-72R、Black Pearls-2000、乙炔黑、碳納米管、活性炭中的一種或兩種以上的混合物；還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀、甲醛中的一種或兩種以上的混合物。

4.如權利要求2所述金銥雙功能氧電極催化劑的制備方法，其特征在于：所述惰性氣氛為氬氣、氦氣或氮氣的一種或兩種以上混合氣；所述反應時間為0.5～48h。

5.一種權利要求1所述金銥雙功能氧電極催化劑的應用，其特征在于：所述金銥雙功能氧電極催化劑用于可再生堿性燃料電池、堿性陰離子交換膜燃料電池。

6.一種權利要求1所述金銥雙功能氧電極催化劑的應用，其特征在于：所述金銥雙功能氧電極催化劑用于堿性條件下的氧還原或氧析出反應催化劑。