[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?zhí)枺?/td> | 201910693777.3 | 申請日: | 2019-07-30 |
| 公開(公告)號: | CN110465652B | 公開(公告)日: | 2020-11-17 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 王得麗;胡冶州 | 申請(專利權(quán))人: | 華中科技大學(xué) |
| 主分類號: | B22F1/00 | 分類號: | 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 |
| 地址: | 430074 湖北*** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 摻雜 碳層包覆 金屬 化合物 及其 制備 應(yīng)用 | ||
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,通過氮摻雜碳的限域作用避免PtFe金屬間化合物形成過程中的顆粒團(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。
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