[發(fā)明專利]一種從鉑碳催化劑中回收金屬鉑的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011230601.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN112342397A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 達(dá)塔仕南通信息科技有限公司
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B1/00;C22B3/06;C22B11/00;H01M8/008;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/44;H01M10/54
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本發(fā)明提供了一種從鉑碳催化劑中回收金屬鉑的方法，特別適用于燃料電池實(shí)驗(yàn)室或工廠對(duì)燃料電池中失活的廢鉑碳催化劑進(jìn)行小規(guī)模的回收，其工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，回收效率高，對(duì)環(huán)境友好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于貴金屬回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種從鉑碳催化劑中回收金屬鉑的方法。

背景技術(shù)

鉑碳催化劑是將鉑負(fù)載到活性炭上的一種載體催化劑，主要用于燃料電池的氫氣氧化、甲醇氧化、甲酸氧化以及氧氣的還原等化學(xué)反應(yīng)，屬于十分常見的貴金屬催化劑。

傳統(tǒng)的鉑碳催化劑的鉑擔(dān)載量低于5％，但隨著貴金屬催化劑技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在有的鉑碳催化劑的鉑擔(dān)載量已經(jīng)可以高達(dá)20％以上。除了提高鉑碳催化劑的鉑擔(dān)載量，為了進(jìn)一步提高其催化效率，往往需要將鉑制成窄粒徑分布的納米顆粒，以增大其表面積和活性位點(diǎn)。然而，隨著鉑納米顆粒表面積的增大，其表面能也大大增加，因此很容易因團(tuán)聚而造成失活。為了解決鉑納米顆粒易團(tuán)聚的問題，一般會(huì)將碳載體設(shè)計(jì)成貫通且有序的多孔結(jié)構(gòu)，將鉑納米顆粒限制在各個(gè)孔中，以防止其團(tuán)聚。但是，這種結(jié)構(gòu)也為回收失活的廢鉑碳催化劑中的鉑帶來(lái)了麻煩。如果直接采用王水溶解鉑碳催化劑中的鉑納米顆粒往往效果不好，因?yàn)樘驾d體會(huì)抑制鉑進(jìn)入溶液，且王水無(wú)法滲透到碳載體的所有孔洞中將所有的鉑納米顆粒溶解，從而造成回收率較低。如果采用傳統(tǒng)的焙燒、硝化、溶解、還原、精煉工藝進(jìn)行回收，焙燒和硝化工藝所需時(shí)間長(zhǎng)、能耗高，且需要配置符合環(huán)保要求的焙燒裝置和廢氣治理裝置，又增加了設(shè)備成本。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種從鉑碳催化劑中回收金屬鉑的方法，特別適用于燃料電池實(shí)驗(yàn)室或工廠對(duì)燃料電池中失活的廢鉑碳催化劑進(jìn)行小規(guī)模的回收，其工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，回收效率高，對(duì)環(huán)境友好。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種從鉑碳催化劑中回收金屬鉑的方法，包括以下步驟：

(1)將鉑碳催化劑烘干并研磨，使用壓片機(jī)將研磨后的鉑碳催化劑壓制成鉑碳催化劑圓片；

(2)將所述鉑碳催化劑圓片作為負(fù)極材料或正極材料制作成鋰離子電池，并對(duì)所述鋰離子電池進(jìn)行充放電循環(huán)；

(3)將充放電循環(huán)后的所述鋰離子電池拆解，取出作為負(fù)極材料或正極材料的鉑碳催化劑并將其進(jìn)行二次研磨；

(4)將王水加入到二次研磨后的鉑碳催化劑中，充分?jǐn)嚢璨⑦^(guò)濾；濾渣繼續(xù)加入王水，充分?jǐn)嚢璨⑦^(guò)濾，如此反復(fù)地過(guò)濾多次，將多次過(guò)濾的濾液合并，即為含鉑溶液；

(5)將所述含鉑溶液進(jìn)行還原，得到金屬鉑。

進(jìn)一步地，步驟(1)中的烘干采用烘箱，烘干溫度為50～150℃，烘干時(shí)間為1～5小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟(1)中的研磨采用球磨機(jī)，研磨后的鉑碳催化劑的平均粒徑(D50)小于10微米。

進(jìn)一步地，步驟(1)中的壓片機(jī)壓制鉑碳催化劑圓片的壓力為20～50MPa，施壓時(shí)間為0.5～5分鐘，鉑碳催化劑圓片的厚度為0.5～5毫米。對(duì)于本發(fā)明而言，上述壓力和厚度都是至關(guān)重要的，是發(fā)明人經(jīng)過(guò)多次嘗試后取得的結(jié)果。如果壓片機(jī)壓力太小，則鉑碳催化劑圓片成型困難，且制成的電極內(nèi)阻過(guò)大；如果壓力太大，則不利于電解液的滲透。同樣地，如果鉑碳催化劑圓片的厚度太小，則每次的處理量太少，處理效率低；如果厚度太大，則造成電極內(nèi)阻過(guò)大。

進(jìn)一步地，步驟(2)中制成的鋰離子電池可以為全電池結(jié)構(gòu)，也可以為半電池結(jié)構(gòu)。