[發(fā)明專利]一種多元摻雜型的鉑基催化劑及其制備方法和用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911121981.4
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN111224118A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 于力娜;朱云;唐柳;張克金;朱雅男;楊帥
• 申請（專利權）人: 一汽解放汽車有限公司
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;B82Y30/00
• 代理公司: 北京遠智匯知識產(chǎn)權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

1.一種多元摻雜型的鉑基催化劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)在惰性氣氛下，向碳材料的分散液中加入鉑源和過渡金屬源，混合，得到混合溶液；

(2)在惰性氣氛下，向步驟(1)得到的混合溶液中加入還原劑，混合；

(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進行固液分離、之后洗滌，在惰性氣氛下融合，得到所述鉑基催化劑；

其中，所述還原劑包括硼氫化鈉、鹽酸羥胺或硼氫化鉀中的任意一種或至少兩種的組合。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述過渡金屬源包括鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽、銅鹽、鉬鹽或鎢鹽中的任意兩種；

優(yōu)選地，所述鉑源中鉑元素的質(zhì)量與過渡金屬源中過渡金屬元素的質(zhì)量之比為0.13-0.26:0.005-0.05；

優(yōu)選地，所述鐵鹽包括氯化鐵和/或硝酸鐵；

優(yōu)選地，所述鈷鹽包括醋酸鈷、硝酸鈷或氯化鈷中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，所述鎳鹽包括硝酸鎳、氯化鎳或醋酸鎳中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，所述銅鹽包括硝酸銅和/或氯化銅；

優(yōu)選地，所述鉬鹽包括硫鉬酸銨；

優(yōu)選地，所述鎢鹽包括鎢酸銨和/或鎢酸鈉。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述碳材料的分散液的制備方法包括將碳材料分散在水中，之后超聲分散，得到碳材料的分散液；

優(yōu)選地，步驟(1)中向碳材料的分散液中加入鉑源和過渡金屬源之前，向所述碳材料的分散液中通入惰性氣氛至飽和；

優(yōu)選地，步驟(1)中所述碳材料包括科琴黑、卡博特炭黑、碳納米管、碳納米球、石墨烯、氧化石墨烯或生物質(zhì)碳材料中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，所述惰性氣氛包括氮氣、氬氣或氦氣中的任意一種或至少兩種的組合。

4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述鉑源包括氯鉑酸、四氯合鉑酸鉀、六氯合鉑酸鉀或硝酸鉑中的任意一種或至少兩種的組合。

5.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述碳材料的分散液中碳材料的質(zhì)量、鉑源中鉑元素的質(zhì)量、過渡金屬源中過渡金屬元素的質(zhì)量及還原劑的質(zhì)量之比為0.14-0.25:0.13-0.26:0.005-0.05:0.47-0.88。

6.如權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述洗滌的終點至產(chǎn)物呈中性；

優(yōu)選地，步驟(3)所述洗滌之后，在惰性氣氛下融合之前還包括烘干；

優(yōu)選地，所述烘干為真空干燥。

7.如權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述在惰性氣氛下融合的溫度為400-600℃；

優(yōu)選地，所述在惰性氣氛下融合的時間為0.5-2h；

優(yōu)選地，步驟(3)所述在惰性氣氛下融合之后還包括冷卻，所述冷卻過程在惰性氣氛下進行。

8.如權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(Ⅰ)將碳材料分散在水中，超聲處理，得到碳材料的分散液；

(Ⅱ)在步驟(Ⅰ)的碳材料的分散液中加入鉑源和過渡金屬源，混合，得到混合溶液；所述過渡金屬源選自鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽、銅鹽、鉬鹽或鎢鹽中的任意兩種；

(Ⅲ)在步驟(Ⅱ)得到的混合溶液中加入還原劑，混合，所述還原劑包括硼氫化鈉、鹽酸羥胺或硼氫化鉀中的任意一種或至少兩種的組合；

(Ⅳ)將步驟(Ⅲ)的產(chǎn)物進行固液分離，水洗，真空烘干，在惰性氣氛下400-600℃融合0.5-2h，得到所述鉑基催化劑；

其中，所述碳材料的分散液中碳材料的質(zhì)量、鉑源中鉑元素的質(zhì)量、過渡金屬源中過渡金屬元素的質(zhì)量及還原劑的質(zhì)量之比為0.14-0.25:0.13-0.26:0.005-0.05:0.47-0.88。