[發(fā)明專利]一種氮摻雜碳層包覆的鉑鐵金屬間化合物及其制備與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910693777.3
• 申請(qǐng)日: 2019-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110465652B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王得麗;胡冶州
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F1/00
• 分類號(hào): B22F1/00;B22F1/02;C22C38/00;H01M4/86;H01M4/88;H01M4/92
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 孫楊柳;曹葆青

1.一種氮摻雜碳層包覆的鉑鐵金屬間化合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將鉑前驅(qū)體、鐵前驅(qū)體、含有氨基的有機(jī)物和載體均勻分散在去離子水中，得到混合溶液，然后加熱使所述混合溶液中的水分蒸發(fā)，得到粘稠狀的中間物質(zhì)；將該粘稠狀的中間產(chǎn)物烘干后進(jìn)行研磨，得到固體粉末；

(2)在保護(hù)性氣體氛圍下，將步驟(1)得到的固體粉末進(jìn)行煅燒，所述煅燒具體為：以1℃/min-10℃/min的升溫速度升溫至700℃-1000℃，然后保溫0.5h-5h，冷卻后，即得到氮摻雜碳層包覆的PtFe金屬間化合物，所述含有氨基的有機(jī)物熱解過(guò)程中原位分解生成氮摻雜碳在PtFe金屬間化合物表面生成一層保護(hù)層，通過(guò)氮摻雜碳的限域作用避免PtFe金屬間化合物形成過(guò)程中的顆粒團(tuán)聚。

2.如權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳層包覆的鉑鐵金屬間化合物的制備方法，其特征在于，所述鉑前驅(qū)體為氯鉑酸、氯鉑酸鉀和氯鉑酸鈉中的至少一種。

3.如權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳層包覆的鉑鐵金屬間化合物的制備方法，其特征在于，所述鐵前驅(qū)體為氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵和硝酸鐵中的至少一種。

4.如權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳層包覆的鉑鐵金屬間化合物的制備方法，其特征在于，所述含有氨基的有機(jī)物為單氰胺、雙氰胺和三聚氰胺中的至少一種。

5.如權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳層包覆的鉑鐵金屬間化合物的制備方法，其特征在于，所述鉑前驅(qū)體、鐵前驅(qū)體和含有氨基的有機(jī)物的物質(zhì)的量之比為1:(1-3):(1-2.5)。

6.如權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳層包覆的鉑鐵金屬間化合物的制備方法，其特征在于，所述載體為碳黑載體、碳納米管載體或石墨烯載體。

7.如權(quán)利要求1所述的氮摻雜碳層包覆的鉑鐵金屬間化合物的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述加熱的溫度為30℃-80℃，所述烘干的溫度為80℃-200℃；步驟(2)中保護(hù)性氣體的流速為10ml/min-50ml/min。

8.如權(quán)利要求1-7任一所述方法制備得到的氮摻雜碳層包覆PtFe金屬間化合物。

9.如權(quán)利要求8所述的氮摻雜碳層包覆PtFe金屬間化合物，其特征在于，所述氮摻雜碳層包覆PtFe金屬間化合物為顆粒狀，顆粒的粒徑為3nm-4nm，所述氮摻雜碳層的厚度為0.6nm-0.8nm；所述氮摻雜碳層包覆PtFe金屬間化合物中鉑元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％-30％。

10.如權(quán)利要求8或9所述的氮摻雜碳層包覆PtFe金屬間化合物用于燃料電池陰極氧還原反應(yīng)催化劑的應(yīng)用。

11.如權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于，所述燃料電池為質(zhì)子交換膜燃料電池。

12.如權(quán)利要求11所述的應(yīng)用，其特征在于，所述質(zhì)子交換膜燃料電池為氫氧燃料電池。