[發(fā)明專利]負載鉑的氮磷共摻雜碳材料析氫催化劑、其制法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610552160.6
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN107623134A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王強斌;汪昌紅;胡峰;楊紅超;張葉俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

1.一種負載鉑的氮磷共摻雜碳材料析氫催化劑，其特征在于包括三維網(wǎng)狀多孔氮磷共摻雜的碳材料，所述氮磷共摻雜的碳材料上均勻負載有鉑納米顆粒，所述鉑納米顆粒的平均尺寸為0.8～3nm，所述鉑納米顆粒與氮磷共摻雜的碳材料的質(zhì)量比為0.5～30:100。

2.如權(quán)利要求1所述的負載鉑的氮磷共摻雜碳材料析氫催化劑于析氫電催化領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.如權(quán)利要求1所述負載鉑的氮磷共摻雜碳材料析氫催化劑的制法，其特征在于包括：

在溫度為0～4℃的條件下將含磷前驅(qū)體、含氮聚合物單體以及引發(fā)劑于溶劑中快速混合，并將混合液靜置過夜，之后以去離子水充分洗滌，再凍干，其后在氮氣氛圍中以1～20℃/min的速率升溫至600～1000℃煅燒0.5～12h，之后冷卻至室溫，獲得氮磷共摻雜的碳材料；

將所述氮磷共摻雜的碳材料與鉑源在溶劑中均勻混合，并加入還原劑，制得負載鉑的氮磷共摻雜碳材料析氫催化劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制法，其特征在于：所述含氮聚合物單體包括吡咯、苯胺、噻吩中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述含磷前驅(qū)體包括植酸；和/或，所述引發(fā)劑包括過硫酸銨；和/或，所述溶劑包括水。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制法，其特征在于：所述含磷前驅(qū)體與含氮聚合物單體的摩爾比為1：1～15。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制法，其特征在于包括：將所述氮磷共摻雜的碳材料均勻分散于水中，并加入鉑源，再將形成的混合物的溫度調(diào)整為0-30℃，之后加入還原劑快速混合反應(yīng)，之后分離、洗滌、干燥，制得所述負載鉑的氮磷共摻雜碳材料析氫催化劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制法，其特征在于包括：將所述氮磷共摻雜的碳材料加入水中，并超聲分散1～5h，再加入鉑源，之后將形成的混合物的溫度調(diào)整為0-30℃，其后在劇烈攪拌下加入還原劑，反應(yīng)40～120s，而后分離出固形物，再經(jīng)洗滌、干燥，獲得所述負載鉑的氮磷共摻雜碳材料析氫催化劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制法，其特征在于包括：將所述固形物以去離子水充分洗滌后，再于40～70℃真空干燥。

9.根據(jù)權(quán)利要求3、6或7所述的制法，其特征在于：所述氮磷共摻雜的碳材料與鉑源中有效鉑的質(zhì)量比為100：0.2～20。

10.根據(jù)權(quán)利要求3、6或7所述的制法，其特征在于：所述鉑源包括氯鉑酸、氯鉑酸鉀、氯鉑酸鈉、氯鉑酸銨、氯化鉑中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述還原劑包括硼氫化鈉、水合肼、L-抗壞血酸中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述溶劑包括水；和/或，所述還原劑的用量為鉑源摩爾量的5-12倍。