[發明專利]一種用于燃料電池的非貴金屬修飾的鉑基催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201811460090.7
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111261886A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 邵志剛;唐雪君;瞿麗娟;方達暉;覃博文;秦曉平;宋微
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/92
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

1.一種非貴金屬修飾的鉑基催化劑制備方法，其特征在，所述方法包括如下步驟，

1)用去離子水配制Pt前驅體和非貴金屬前驅體的混合溶液，攪拌均勻；所述混合溶液中，Pt與非貴金屬的原子比為1:30-30:1；

2)在高粘度醇中，加入載體，超聲分散得到分散液；

3)將所述分散液在室溫攪拌，通入N₂或Ar超過30min，形成惰性分散液；

4)將還原劑加入到所述惰性分散液中，隨后加入步驟(1)所述混合溶液形成反應體系，然后在0-160℃下反應0.5-24h；所述反應體系中Pt和非貴金屬元素總摩爾濃度為0.1-20mmol/L，還原劑的摩爾濃度是Pt和非貴金屬元素總摩爾濃度的1-100倍；

5)離心洗滌，用乙醇和去離子水的混合物并加入適量稀硝酸進行洗滌，然后40-100℃下真空干燥6-24h，得到所述催化劑；所述非貴金屬為Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Mo、Cr。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Pt前驅體為Pt的硝酸鹽、胺絡合物、氫鹵酸或氫鹵酸鹽；所述非貴金屬前驅體為相應金屬的硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、胺絡合物、氫鹵酸或氫鹵酸鹽；所述高粘度醇為乙二醇、聚乙二醇、丙三醇；所述載體為導電炭黑、碳納米管、石墨烯、碳納米，聚苯胺、聚吡咯、聚多巴胺，TiO₂、SnO₂、WO₃、金屬碳化物、金屬氮化物中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述還原劑為水合肼、四丁基硼氫化物、檸檬酸、檸檬酸鈉、抗壞血酸。

4.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟4)中攪拌反應溫度為25-90℃。

5.按照權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，步驟4)中攪拌反應時間為3-16h。

6.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟5)中，Pt和非貴金屬元素總摩爾濃度為0.5-10mmol/L。

7.一種權利要求1所述方法制備的催化劑，其特征在于：所述催化劑為負載型核殼結構，被負載物為核殼結構；所述核殼結構的核為Pt與非貴金屬的合金；所述核殼結構的殼為Pt；所述核殼結構的形貌為球形納米粒子，粒徑1-3nm。

8.根據權利要求7所述的催化劑，其特征在于：所述催化劑中，Pt與非貴金屬原子比10。

9.根據權利要求7所述的催化劑，其特征在于：所述催化劑的殼為2-5層。

10.一種權利要求7所述催化劑在低溫燃料電池中的應用。