[發明專利]一種復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011448815.8
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112736260B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 黃美華;官輪輝;劉濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 叢森

1.一種復合材料，其特征在于，所述復合材料包括多壁碳納米管、金屬元素和有缺陷的氧化物；

所述金屬元素和有缺陷的氧化物負載在所述多壁碳納米管的外壁；

所述金屬元素包括鉑；

所述有缺陷的氧化物選自二氧化鋯、二氧化鈦、二氧化硅中的至少一種；

所述的復合材料的制備方法包括：

(1)獲得功能化的多壁碳納米管；所述功能化的多壁碳納米管為葡萄糖功能化的多壁碳納米管；

(2)將含有所述功能化的多壁碳納米管和金屬鉑源的混合物I，加熱，得到中間產物I；

(3)將含有所述中間產物I、有缺陷的氧化物源和堿源的混合物II，沉淀反應I，得到中間產物II；

(4)將所述中間產物II在含氫氣氛中煅燒，即可得到所述復合材料。

2.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述金屬元素還包括金屬A；

所述金屬A選自Rh、Ru、Ir、Cu、Ni、Co、Au、Sn中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述有缺陷的氧化物在復合材料中的存在形式為納米顆粒或納米簇；

所述有缺陷的氧化物的粒徑為1.0～10.0nm。

4.根據權利要求1或2所述的復合材料，其特征在于，所述金屬元素在復合材料中的存在形式為納米顆粒；

所述金屬元素的粒徑為1.0～10.0nm。

5.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述金屬鉑源選自H₂PtCl₆·6H₂O、Pt(NO₃)₂、K₂PtCl₆中的至少一種；

所述有缺陷的氧化物源選自硫酸氧鈦、氧氯化鋯、正硅酸四乙酯中的至少一種；

所述堿源選自氫氧化鈉、氨水、氫氧化鉀中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述金屬鉑源和有缺陷的氧化物源的摩爾比為1：1.5～4.5；

所述金屬鉑源的摩爾數以金屬鉑的摩爾數計；所述有缺陷的氧化物源的摩爾數以鋯、鈦或硅的摩爾數計。

7.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，在所述步驟(2)中，所述負載的條件為：溫度為130-196℃；

在所述步驟(4)中，所述煅燒的條件為：溫度為800-1100℃；時間為1-3h。

8.根據權利要求1所述的復合材料，在所述混合物II中，還包括金屬A源；所述金屬A源選自金屬A鹽、金屬A的有機化合物中的至少一種。

9.根據權利要求1所述的復合材料，所述金屬A源和所述金屬鉑源的摩爾比為1～3：1；

其中，所述金屬鉑源的摩爾數以金屬鉑的摩爾數計，所述金屬A源的摩爾數以金屬A的摩爾數計。

10.根據權利要求1所述的復合材料，所述功能化的多壁碳納米管的獲得至少包括以下步驟：

將含有多壁碳納米管和葡萄糖的混合物，反應II，即可得到所述功能化的多壁碳納米管。

11.根據權利要求1所述的復合材料，所述反應II的條件為：反應溫度為180-200度；反應時間為6-10小時。

12.一種催化劑，其特征在于，所述催化劑包括權利要求1至11任一項所述的復合材料。

13.權利要求12所述的催化劑在燃料電池中的應用。