[發明專利]一種催化劑去合金化的方法

有效

• 申請號: 201811082569.1
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109244482B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 米詩陽;吳丹;范書瓊;王秀;張曉華;朱威
• 申請（專利權）人: 蘇州擎動動力科技有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/1004;H01M10/42
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

本發明涉及一種催化劑去合金化的方法，步驟為：S1、將合金催化劑粉體在去離子水以及有機溶劑組成的溶液中均勻分散，形成催化劑溶液；S2、將催化劑溶液通過過濾或者涂附的方式在一導電的惰性電極上得到催化劑薄膜；S3、對步驟S2的催化劑薄膜采用電化學方式進行去合金處理，得到去合金的催化劑薄膜；S4、將得到的催化劑薄膜從惰性電極上剝離形成催化劑粉體，對催化劑粉體進行純化處理并進行干燥，得到去合金的催化劑粉體。通過上述方式能夠提高去合金的量級，同時，可以有效去除催化劑粉體內多余的合金組分，從而有效提高催化劑粉體的活性和穩定性，方便對測試用的催化劑粉體進行回收。

技術領域

本發明涉及燃料電池催化劑的生產與制造，尤其是涉及一種催化劑去合金化的方法。

背景技術

質子交換膜燃料電池陰極氧化還原過程緩慢是導致電池系統效率降低的主要原因之一，而為了提高催化劑的活性，需要對催化劑進行去合金化處理。一般的電化學法去合金化無法用于大批量的粉體去合金化，只能適用于板式、管式、線式等比表面積極低的大塊材料或將微量的粉體制備成類似的低比表面積材料后再進行去合金化處理；對于Cu等化學惰性組分的去除并不適用。

在膜電極(簡稱MEA)領域，電化學去合金化只能是將合金催化劑與聚合物電解質混合一起制備到電分析所用的電極上進行半電池測試，測試完成之后不能取出去合金化的催化劑用于制備MEA，并且常規的處理量也只有mg量級，造成大量的浪費。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠對電分析后的催化劑回收使用并且能夠提升處理量的催化劑去合金化的方法。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種催化劑去合金化的方法，所述方法的步驟為：

S1、合金催化劑的分散，將合金催化劑粉體在去離子水以及有機溶劑組成的溶液中均勻分散，形成催化劑溶液；

S2、催化劑薄膜的制備，將步驟S1中的催化劑溶液通過過濾或者涂附的方式在一導電的惰性電極上得到催化劑薄膜；、

S3、催化劑薄膜去合金，對步驟S2中的催化劑薄膜采用電化學方式進行去合金處理，得到去合金的催化劑薄膜；

S4、催化劑的分離純化，將步驟S3中得到的催化劑薄膜從惰性電極上剝離形成催化劑粉體，對催化劑粉體進行純化處理并進行干燥，得到去合金的催化劑粉體。

進一步具體的，所述的步驟S1中的分散方式為超聲波、高速剪切、高壓均質其中的一種或多種混合使用。

進一步具體的，所述的步驟S2中的惰性電極采用碳紙、碳布、多孔鈦網中的一種。

進一步具體的，所述的步驟S3中電化學方式為在酸性溶液中施加電壓或電流實現去合金處理。

進一步具體的，所述的施加的電壓或電流包括循環伏安、方波、恒電位、恒電流、脈沖電壓以及脈沖電流中的一種或者幾種混合。

進一步具體的，所述的酸性溶液為濃度為0.001M～10M的H₂SO₄溶液或0.001M～10M的HClO₄溶液。

進一步具體的，所述的H₂SO₄溶液為0.5M，所述的HClO₄溶液為0.1M。

進一步具體的，所述的步驟S4中采用純化處理的方法為用水清洗至催化劑粉體表面無雜質殘留。

進一步具體的，所述的步驟S3中電化學方式處理的時間控制在1min～1h。

進一步具體的，所述的電化學方式處理的時間控制在5min～30min。