[發明專利]一種燃料電池電極用鉑金催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010119105.4
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111313036B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王艷艷;徐正華
• 申請（專利權）人: 安徽正潔高新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/92
• 代理公司: 蘇州根號專利代理事務所(普通合伙) 32276
• 代理人: 仇波

1.一種燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、含鉑共聚物的制備：將六氟乙酰丙酮鉑(II)、乙烯基三乙氧基硅烷、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、聚乙二醇單烯丙基醚、引發劑加入到高沸點溶劑中，在惰性氣體氛圍70-80℃下攪拌反應3-5小時，后旋蒸除去溶劑，得到含鉑共聚物；所述惰性氣體為氮氣、氦氣、氖氣和氬氣中的一種；

步驟S2、石墨烯負載：將經過步驟S1制成的含鉑共聚物加入到分散有石墨烯的有機溶劑中，在60-80℃下攪拌反應4-8小時，后旋蒸除去有機溶劑，得到石墨烯負載含鉑共聚物；

步驟S3、離子交換：將經過步驟S2制成的石墨烯負載含鉑共聚物浸泡于含有氯鉑酸、氯鈀酸、氯銅酸的乙醇溶液中，在60-80℃攪拌反應3-5小時，后取出，并用乙醇洗滌3-6次，再旋蒸除去乙醇，最后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到中間產物；

步驟S4、還原：將經過步驟S3制備得到的中間產物加入到質量分數為2-5%的硼氫化鈉水溶液中浸泡3-5小時，后取出，用水洗3-8小時，再置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到燃料電池電極用鉑金催化劑。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述六氟乙酰丙酮鉑(II)、乙烯基三乙氧基硅烷、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、聚乙二醇單烯丙基醚、引發劑、高沸點溶劑的質量比為1:1:(0.1-0.3):0.6:(0.02-0.04):(10-18)。

3.根據權利要求1所述的一種燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法，其特征在于，所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的一種燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法，其特征在于，所述高沸點溶劑為二甲亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的一種燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述含鉑共聚物、石墨烯、有機溶劑的質量比為1:(0.03-0.1):(5-10)。

6.根據權利要求1所述的一種燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為乙醇、四氫呋喃、二氯甲烷、丙酮中的一種。

7.根據權利要求1所述的一種燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S3中石墨烯負載含鉑共聚物、氯鉑酸、氯鈀酸、氯銅酸、乙醇的質量比為1:0.01:0.01:0.03:(5-10)。

8.根據權利要求1所述的一種燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述中間產物、硼氫化鈉水溶液的質量比為1:(15-25)。

9.一種根據權利要求1-8任一項所述的燃料電池電極用鉑金催化劑的制備方法制備得到的燃料電池電極用鉑金催化劑。