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[發明專利]一種石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑及其制備方法在審

專利信息
申請號: 202011457612.5 申請日: 2020-12-11
公開(公告)號: CN112563523A 公開(公告)日: 2021-03-26
發明(設計)人: 賀陽;孫麗君;王麗娜;林烜;孫毅;姬峰 申請(專利權)人: 航天氫能(上海)科技有限公司;上海空間電源研究所
主分類號: H01M4/92 分類號: H01M4/92;H01M4/88
代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323 代理人: 賈慧琴;包姝晴
地址: 201108 上*** 國省代碼: 上海;31
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 石墨 化碳層限域 多元 合金 催化劑 及其 制備 方法
【權利要求書】:

1.一種石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:

步驟1,多組分前驅體混料:將碳源前驅體、氮源前驅體、過渡金屬M前驅體在第一溶劑中混勻,得到分散液,再將所述的分散液干燥、研磨得到固體粉末,作為多組分前驅體;

步驟2,將所述的多組分前驅體固體粉末加熱,得到過渡金屬和氮摻雜的M-NC載體,加熱過程中持續通入保護氣體;

步驟3,將所述的M-NC載體與多元醇混合,得M-NC載體混合液,再加入鉑源前驅體,充分反應后,得到初始沉積態的Pt/M-NC固體粉末;

步驟4,在還原性氣氛下加熱所述的Pt/M-NC固體粉末,加熱溫度高于600℃,得到PtM/NC@C多元鉑合金催化劑。

2.如權利要求1所述的石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述的碳源前驅體包含葡萄糖、果糖或檸檬酸中的任意一種或兩種以上的混合物;所述的氮源前驅體包含尿素、單氰胺、雙氰胺或三聚氰胺中的任意一種或兩種以上的混合物;所述的過渡金屬M前驅體包含過渡金屬的硫酸鹽、硝酸鹽、鹽酸鹽或乙酸鹽中的任意一種或兩種以上混合物;所述的過渡金屬M包含Fe、Co、Ni或Cu中的任意一種或兩種以上。

3.如權利要求1所述的石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述的第一溶劑包含去離子水、乙醇、異丙醇、正丁醇或丙酮中的任意一種或兩種以上的混合物。

4.如權利要求1所述的石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述的分散液干燥包含水浴蒸發、烘干。

5.如權利要求1所述的石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,步驟2中,加熱溫度為500~1000℃,加熱時間為0.5~1h;所述的保護氣體包含高純氮氣或高純氬氣或二者的混合氣。

6.如權利要求1所述的石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,步驟3中,所述的多元醇包含乙二醇、丙三醇或季戊四醇中的任意一種或兩種以上混合醇。

7.如權利要求1所述的石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,步驟3中,所述的鉑源前驅體包含乙酰丙酮鉑、氯鉑酸或氯鉑酸鹽中的任意一種或兩種以上混合物。

8.如權利要求1所述的石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,步驟3中,M-NC載體混合液加熱至100~130℃,與鉑源前驅體反應,反應時間為3~5h。

9.如權利要求1所述的石墨化碳層限域的多元鉑合金催化劑的制備方法,其特征在于,步驟4中,所述的還原性氣氛包含高純氫氣、高純氫氣與氮氣或氬氣的混合氣,加熱溫度為600~1000℃,加熱時間為0.5~3h。

10.采用權利要求1-9中任意一項所述的方法制備的多元鉑合金催化劑,其特征在于,該催化劑包含:催化劑載體及其負載的催化劑本體;所述的催化劑載體為氮摻雜碳結構;所述的催化劑本體為Pt-M合金結構,該Pt-M合金結構表面由具有石墨結構的石墨化碳層包覆,其中,M為過渡金屬。

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