[發(fā)明專利]包含改性劑的碳載催化劑和制備碳載催化劑的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580076612.1
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN107249735A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·哈斯
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: B01J23/648
• 分類號: B01J23/648;B01J23/20;B01J32/00;H01M4/92
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 李穎,林柏楠

1.一種碳載催化劑，其包含

-具有400平方米/克至2000平方米/克的BET表面積的含碳載體，

-包含至少一種含鈮和鈦的混合金屬氧化物和/或含氧化鈮和氧化鈦的混合物的改性劑，

-催化活性金屬化合物，其中所述催化活性金屬化合物是鉑或包含鉑和第二金屬的合金或包含鉑和第二金屬的金屬間化合物，第二金屬選自鈷、鎳、鉻、銅、鈀、金、釕、鈧、釔、鑭、鈮、鐵、釩和鈦。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的碳載催化劑，其中所述碳載催化劑包含0.5重量％至20重量％的鈮和0.5重量％至20重量％的鈦。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的碳載催化劑，其中所述碳載催化劑中包含的鈮摩爾量與所述碳載催化劑中包含的鈮摩爾量和鈦摩爾量之和的比率在0.01至0.5的范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的碳載催化劑，其中所述碳載催化劑包含10重量％至50重量％的鉑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的碳載催化劑，其中所述催化活性金屬化合物以納米粒子的形式存在。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的碳載催化劑，其中所述改性劑由鈮、鈦和氧構(gòu)成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的碳載催化劑，其中所述碳載催化劑中包含的所有金屬包含在改性劑和催化活性金屬化合物中。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的碳載催化劑，其中所述含碳載體包含炭黑、石墨烯、石墨、活性炭或碳納米管。

9.包含根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的碳載催化劑的電極。

10.包含根據(jù)權(quán)利要求9的電極的燃料電池。

11.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的碳載催化劑的方法，其包括下列步驟：

(a)將改性劑沉淀到含碳載體的表面上，包括：制備包含含碳載體、至少兩種金屬氧化物前體和溶劑的初始混合物，和將所述初始混合物干燥以獲得中間產(chǎn)物，或?qū)⑺龀跏蓟旌衔锛訜嶂了龀跏蓟旌衔锓序v的溫度、接著過濾，其中第一前體包含鈮且第二前體包含鈦，

(b)通過沉積、沉淀和/或用還原劑還原含催化活性金屬的前體而在液體介質(zhì)中使粒子形式的催化活性金屬化合物負(fù)載到所述中間產(chǎn)物的表面上，

(c)獲自步驟(b)的催化劑前體在至少200℃的溫度下熱處理。

12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述初始混合物包含酸。

13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述酸是羧酸。

14.根據(jù)權(quán)利要求11至13任一項(xiàng)的方法，其中步驟(a)中的干燥作為噴霧干燥進(jìn)行。

15.根據(jù)權(quán)利要求11至14任一項(xiàng)的方法，其中所述干燥用惰性干燥氣體進(jìn)行。

16.根據(jù)權(quán)利要求11至15任一項(xiàng)的方法，其中至少一種金屬氧化物前體是選自乙醇鹽、正丙醇鹽、異丙醇鹽、正丁醇鹽、異丁醇鹽和叔丁醇鹽的醇鹽，或至少一種金屬氧化物前體是氯化物。

17.根據(jù)權(quán)利要求11至16任一項(xiàng)的方法，其中所述溶劑是醇、羧酸酯、丙酮或四氫呋喃。

18.根據(jù)權(quán)利要求11至13、16或17任一項(xiàng)的方法，其中在過濾后用包含溶劑的洗滌液洗滌所述中間產(chǎn)物。

19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中用于洗滌的溶劑是與初始混合物中相同的溶劑。

20.根據(jù)權(quán)利要求12、13或16至19任一項(xiàng)的方法，其中所述洗滌液另外包含酸，優(yōu)選羧酸。

21.根據(jù)權(quán)利要求11至20任一項(xiàng)的方法，其中在進(jìn)行步驟(b)之前進(jìn)行洗滌步驟，使用水作為洗滌液。