[發(fā)明專(zhuān)利]催化劑載體及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580062870.4
• 申請(qǐng)日: 2015-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107073466A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建燦;高橋浩;北河友也
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昭和電工株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): B01J35/10
• 分類(lèi)號(hào): B01J35/10;B01J21/18;B01J23/89;B01J32/00;B01J37/04;B01J37/08;B01J37/18;H01M4/86;H01M4/90;H01M4/92;H01M4/96;H01M8/10;H01M8/1004
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 王瀟悅,段承恩

1.一種催化劑載體，BET比表面積為450～1100m²/g，包含：具有碳粒子相連而成的鏈狀結(jié)構(gòu)的碳材料、和被包含在該碳材料中的氧化物碳復(fù)合粒子，所述氧化物碳復(fù)合粒子是在碳粒子的內(nèi)部包裹周期表第4族元素的氧化物粒子而得到的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑載體，鄰苯二甲酸二丁酯吸油量為150～450mL/100g。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的催化劑載體，所述氧化物粒子的含量為10～90質(zhì)量％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的催化劑載體，所述周期表第4族元素為鈦或鋯。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4的任一項(xiàng)所述的催化劑載體，所述周期表第4族元素的氧化物粒子的平均粒徑為5～300nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)所述的催化劑載體，在所述氧化物碳復(fù)合粒子中，內(nèi)部包裹周期表第4族元素的氧化物粒子的碳為無(wú)定形碳和/或石墨化碳。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6的任一項(xiàng)所述的催化劑載體，所述碳材料為選自炭黑、石墨化炭黑、石墨和多孔性碳中的任1種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～6的任一項(xiàng)所述的催化劑載體，所述碳材料是選自炭黑、石墨化炭黑、石墨和多孔性碳中的任意2種以上混合而成的混合物。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8的任一項(xiàng)所述的催化劑載體，所述碳材料的一次粒徑為5～300nm。

10.一種電極催化劑，是對(duì)權(quán)利要求1～9的任一項(xiàng)所述的催化劑載體擔(dān)載催化劑金屬粒子而得到的。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電極催化劑，所述催化劑金屬粒子的金屬是選自鉑、鈀、釕、金、銠、銥、鋨、鐵、鈷、鎳、鉻、鋅和鉭中的至少1種金屬、或由至少2種金屬構(gòu)成的合金。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的電極催化劑，BET比表面積為200～800m²/g。

13.一種電極，具有：電極基體、和在該電極基體上形成的催化劑層，所述催化劑層包含權(quán)利要求10～12的任一項(xiàng)記載的所述電極催化劑。

14.一種膜電極接合體，是陰極和陽(yáng)極隔著電解質(zhì)膜配置而成的，

所述陰極和所述陽(yáng)極的至少任一方是權(quán)利要求13所述的電極。

15.一種燃料電池，具備權(quán)利要求14所述的膜電極接合體。

16.一種催化劑載體的制造方法，具有：將周期表第4族元素的氧化物粒子和聚乙烯醇混合，在非氧化性氣體的氣氛下以500～1100℃進(jìn)行熱處理，得到碳的內(nèi)部包裹周期表第4族元素的氧化物粒子而成的氧化物碳復(fù)合粒子的工序；以及將具有碳粒子相連而成的鏈狀結(jié)構(gòu)的碳材料和所述氧化物碳復(fù)合粒子混合的工序。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的催化劑載體的制造方法，所述周期表第4族元素的氧化物粒子的BET比表面積為50～300m²/g。

18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的催化劑載體的制造方法，所述碳材料的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量為350～550mL/100g。

19.根據(jù)權(quán)利要求16～18的任一項(xiàng)所述的催化劑載體的制造方法，所述碳材料的BET比表面積為700～1400m²/g。

20.根據(jù)權(quán)利要求16～19的任一項(xiàng)所述的催化劑載體的制造方法，所述碳材料的微晶尺寸為0.6～2.0nm。

21.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的催化劑載體的制造方法，所述碳材料是BET比表面積為700～1400m²/g的碳材料X、和BET比表面積為100～500m²/g的碳材料Y的混合物。

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的催化劑載體的制造方法，所述碳材料Y的一次粒徑為5～300nm、并且微晶尺寸為2.0～5.0nm。

23.根據(jù)權(quán)利要求16～22的任一項(xiàng)所述的催化劑載體的制造方法，所述碳材料與氧化物碳復(fù)合粒子的混合采用球磨機(jī)進(jìn)行。