[發(fā)明專利]一種高效低鉑膜電極上催化劑層的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010897245.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN111969216A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉征;喬紅艷;陳孟杰;舒正龍;陳啟章
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中自環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/88
• 分類號(hào): H01M4/88;H01M4/86;H01M4/92
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 陳明龍

1.一種膜電極催化劑層，其特征在于，包括表面功能化的導(dǎo)電碳黑和組分A；

所述表面功能化的導(dǎo)電碳黑與所述組分A的質(zhì)量比為0.01-1％；

所述組分A包括聚酰胺-胺樹形分子、內(nèi)核金屬部和外殼金屬部；

所述內(nèi)核金屬部和外殼金屬部構(gòu)成核殼結(jié)構(gòu)合金，所述核殼結(jié)構(gòu)合金包裹在所述聚酰胺-胺樹形分子中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膜電極催化劑層，其特征在于，所述核殼結(jié)構(gòu)合金的內(nèi)核金屬部包覆在所述外殼金屬部?jī)?nèi)，所述內(nèi)核金屬部為過(guò)渡金屬核或合金核，所述外殼金屬部為金屬Pt殼，所述合金核中的合金由貴金屬和過(guò)渡金屬組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種膜電極催化劑層，其特征在于，所述過(guò)渡金屬核中的過(guò)渡金屬為Fe、Co和Ni中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種膜電極催化劑層，其特征在于，所述合金核中的貴金屬為Pt、Pd、Au和Rh中的任意一種。

5.一種用于制備膜電極催化劑層的漿料，其特征在于，包括組分A、表面功能化的導(dǎo)電碳黑、異丁醇和離子交聯(lián)聚合物。

6.一種如權(quán)利要求5所述的漿料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、組分A的合成，表面功能化的導(dǎo)電碳黑制備；

S2、漿料的制備；

將所述步驟S1合成的組分A和制備的表面功能化的導(dǎo)電碳黑加入到N-羥基丁二酰亞胺水溶液中，通過(guò)攪拌反應(yīng)，得到碳黑修飾的組分A，接著在去離子水中超聲分散，然后依次向去離子水中滴加異丁醇溶劑、離子交聯(lián)聚合物的水溶液，接著再補(bǔ)加異丁醇溶劑，攪拌反應(yīng)，得到催化劑層漿料。

7.一種如權(quán)利要求5所述的漿料的制備方法，其特征在于，

S1、組分A的合成，表面功能化的導(dǎo)電碳黑制備；

S2、漿料的制備：

將所述步驟S1中的組分A超聲分散于去離子水中，然后依次向去離子水中滴加異丁醇溶劑、離子交聯(lián)聚合物的水溶液，攪拌均勻后得到混合溶液，接著將所述混合溶液加入到含有表面功能化的導(dǎo)電碳黑的N-羥基丁二酰亞胺水溶液中，室溫下攪拌反應(yīng)后，再補(bǔ)充加入異丁醇溶劑，持續(xù)攪拌得到催化劑層的漿料。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7任一項(xiàng)所述的漿料的制備方法，其特征在于，所述離子交聯(lián)聚合物與所述表面功能化導(dǎo)電碳黑的質(zhì)量比為0.3-1。

9.一種催化膜電極，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8任一所述的膜電極催化劑層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的催化膜電極，其特征在于，所述膜電極催化劑層包括陽(yáng)極催化劑層和陰極催化劑層，所述的陽(yáng)極催化劑層的貴金屬載量為0.05±0.005mg/cm²、所述的陰極催化劑層的貴金屬載量為0.15±0.005mg/cm²。