[發明專利]一種應用于燃料電池催化劑的嘧啶類復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201510768624.2
• 申請日: 2015-11-12
• 公開（公告）號: CN105304912B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 希爾艾力·買買提依明;薩拉麥提·拜科日
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90;H01M4/92
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用于燃料電池催化劑的嘧啶類復合材料的制備方法，屬于納米復合材料技術領域。

背景技術

隨著科技的不斷發展，人們對能源的需求量日益增加，傳統的煤和石油等能源已經遠不能滿足目前的需求，燃料電池作為一種新型儲能設備就是在這種情況下應運而生，它具有安全、高效、清潔、經濟的特點，對其進行研究、開發及推廣，無疑對新能源的應用和可持續發展具有重要的現實意義，作為碳納米材料之一的聚合物/碳納米管/金屬復合物，使得碳納米管具有良好的電子傳導性，其電子效應也在催化材料方面展示出獨特性能，可以用于燃料電池.

碳納米管是由類似石墨結構的六邊形網格卷繞而成的、中空的“微管”,分為單層管和多層管。納米碳管具有超強的力學性能、極大的長徑比、良好的電學性能、很高的化學和熱穩定性等，理論和實驗研究都表明它可用來制備具有優異性能的納米碳管／聚合物結構復合材料，在碳納米管諸多應用領域中,利用碳納米管制備增強復合材料或功能復合材料最有可能在實際應用中取得突破，但是, 碳納米管的低溶解度和在常見有機溶劑中的低分散度極大地制約了其在復合材料領域的應用，所以，通過對碳納米管進行功能化, 碳納米管加入基體材料前先對碳納米管進行修飾,來改善其在基體中的分散性和溶解度，已成為碳納米管復合材料研究的關鍵問題之一.

含嘧啶雜環類化合物已經廣泛應用于新型醫藥和農藥的制備，因此研究其化合物將具有很好的實用價值和研究意義，近些年來，嘧啶類化合物雖然得到了廣泛的研究和應用，但是考慮到它優良的性能及其廣泛應用前景，研究新的合成方法、合成新的聚合物成為發展方向，研究含氮類嘧啶雜環化合物一直是化學和化學生物學家的重點領域之一，一直受到新型醫藥和新型農藥創制人員廣泛的關注.

碳納米管是具備著優良的電學性能和力學性能,是復合材料理想的添加相，碳納米管/聚合物功能復合材料同時具有碳納米管超強的力學性能、高的導電、導熱性能、大的比表面積和良好的吸附性能等特性和聚合物的易加工成型、功能性等獨特性能，用碳納米管與聚合物骨架復合而制備的材料加工成型非常適合于制作各種運動器材、復合材料的低密度對航空工業具有很大的吸引力，總之,高性能碳納米管-聚合物復合材料的研究已經成為碳納米管諸多應用中較為重要的應用研究方向,具有重要的基礎理論研究意義和廣泛的應用前景.

目前，多組分Pt基催化劑是比較有希望的研究方向。碳納米管上負載的聚合物對Pt顆粒的沉積起黏膠作用.

在過去眾多的制備方法中，利用聚合物的黏膠作用來提高Pt顆粒的沉積程度是一條非常有效的途徑，但從目前的相關報道可知，以前合成的聚合物溶解性很差，不能制備理想的聚合物基碳納米管鉑金屬材料，所以，很有必要制備出可溶性好的聚合物材料.

與其他不同溫度下合成的嘧啶聚合物相比，其具有非常好的溶解性能。那如何利用此聚合物基碳納米管復合材料，實現鉑納米顆粒的完全沉積是一個非常備受關注的課題，本發明利用獨特的制備方法，最大期限實現鉑納米顆粒的負載，為此領域開拓了一種新的制備方法。

發明內容

本發明用基于嘧啶共軛聚合物和鉑金屬，以單壁碳納米管為原料，成功的實現了此復合材料的制備并指出在其應用的獨特方法。結果表明本發明中制備的聚2-氨基嘧啶/ SWCNT/Pt復合物是電催化活性較好的燃料電池催化劑。SEM 和 TEM 結果中可以看出，碳納米管與聚合物組成的復合物表面上覆蓋了Pt。通過分析熱重得到聚合物-碳納米管（SWCNT）/Pt復合物中Pt的百分含量為42% ，通過分析聚合物-單壁碳納米管/Pt的復合物的循環伏安曲線可知Pt比表面為37.12 m²/g，有一定的催化活性。

發明目的

本發明的目的之一是提供一種可溶性聚合物的合成方法.

本發明的目的之二是提供一種聚合物/ SWCNT /Pt復合材料.

本發明的目的之三是提供一種聚合物/ SWCNT /Pt復合物的制備方法.

本發明的目的之四是提供一種聚合物/ SWCNT/Pt復合材料作為燃料電池催化劑領域的應用。

本發明有益效果