[發明專利]一種以MOF為模板的低Pt載量燃料電池催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201810319971.0
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108428906B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 郭偉;邢以晶;李賞;朱從懿;潘牧
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;B82Y30/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

1.一種以MOF為模板的低Pt載量燃料電池催化劑的制備方法，包括有以下步驟：

1）將硝酸鈷，2-氨基對苯二甲酸和三乙烯二胺分散在N,N-二甲基甲酰胺中形成MOF前驅體混合溶液；所述的硝酸鈷，2-氨基對苯二甲酸和三乙烯二胺的摩爾用量比為1:( 0.7-1.5):(0.3-0.7)；

2）將上述混合溶液轉移到密閉容器中利用溶劑熱法制備MOF，將MOF沉淀物離心洗滌后，真空烘干獲得MOF粉末備用；所述溶劑熱法的合成條件為在烘箱中于110-130℃靜置24-48h后自然冷卻至室溫；

3）將MOF粉末加入到氯鉑酸鈉或氯鉑酸溶液中攪拌溶解后，于0-10℃環境下靜置12h以上，然后離心洗滌，真空烘干得到浸漬了Pt的MOF材料備用；

4）將步驟3）所得產物在惰性氣氛下進行高溫處理并酸洗，最后將產物離心洗滌、烘干，研磨后得低Pt載量燃料電池催化劑。

2.根據權利要求1所述的以MOF為模板的低Pt載量燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3）所用的氯鉑酸鈉或氯鉑酸溶液為濃度為0.01-0.2mol/L的氯鉑酸鈉的乙醇溶液。

3.根據權利要求1所述的以MOF為模板的低Pt載量燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，步驟4）中所述惰性氣氛為氮氣或氬氣，所述的高溫處理是在氮氣或氬氣保護氣氛下將浸漬了Pt的MOF材料在管式爐中以1-5℃/min的升溫速率從室溫升至700-1000℃，熱處理2-5h后自然冷卻至室溫。

4.根據權利要求1所述的以MOF為模板的低Pt載量燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，步驟4）中所述的酸洗為將熱處理后的產物在0.5mol/L的硫酸水溶液中60-80℃條件下攪拌12h以上。

5.根據權利要求1所述的以MOF為模板的低Pt載量燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述的低Pt載量燃料電池催化劑中Pt的粒徑分布在2-4nm，貴金屬Pt含量為2%-10wt.%。

6.根據權利要求1所述的以MOF為模板的低Pt載量燃料電池催化劑的制備方法，其特征在于，所述低Pt載量燃料電池催化劑由Pt納米顆粒和碳化后的MOF碳載體構成，Pt納米顆粒均勻分散在碳材料中。