[發(fā)明專(zhuān)利]一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110490266.9
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113363518A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張旭海;柴聘聘;梁佳浩;邊堅(jiān)勇;白雪冰;蔡群;謝文浩;毛宇軒;王曉陽(yáng);曾宇喬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/92
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/92;H01M4/88;H01M4/86;C23C14/35;C23C14/18;C23C14/06
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張華蒙

1.一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極，其特征在于，該復(fù)合膜電極為T(mén)iN/Pt復(fù)合膜，該TiN/Pt復(fù)合膜的甲醇催化電位為0.61-0.633V，比活性為17-24m²/g，催化穩(wěn)定性指標(biāo)I_f/I_b為0.75-1.15。

2.權(quán)利要求1所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)采用磁控濺射方法，在鈦基板表面沉積不同Ti/N比例的TiN膜；

2)將步驟1)處理得到的鈦基板放入濺射腔體后，本地真空抽到6×10^-4Pa；濺射腔體通入氬氣和氮?dú)饣旌蠚怏w，通過(guò)調(diào)控氮?dú)夂蜌鍤獗壤桶泄β剩瑢?shí)現(xiàn)TiN膜的Ti/N比例調(diào)控；

3)在濺射腔體內(nèi)制備TiN膜后，直接在TiN膜表面沉積Pt膜，即得。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟2)中，磁控濺射方法中，抽真空條件下，烘烤腔體至500℃，時(shí)間10-120分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟2)中，濺射腔體中，以高純Ti為靶材，純度在99.99-99.999％。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟2)中，濺射腔體中，總氣壓為0.1-2Pa，其中氮分壓為0.005-1Pa，氬氣分壓為0.095-1.995Pa。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟2)中，濺射腔體中，濺射功率密度0.2-10W/cm²，偏壓為0至-300V，TiN膜厚度在10–300nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟2)中，所述的TiN膜的Ti/N比例調(diào)控，具體為：TiN膜中，Ti含量的范圍控制在50-70at％，N元素含量控制在30-50at％。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟3)中，具體步驟為：在濺射腔體內(nèi)通入氬氣，總氣壓控制在0.2-2Pa，濺射功率密度0.2-10W/cm²，偏壓為0至-300V。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟3)中，濺射腔體內(nèi)，通過(guò)石英晶體振蕩器檢測(cè)，Pt負(fù)載量為0.3-3ug/cm²，顆粒大小均值控制在2-100nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高催化活性TiN/Pt復(fù)合膜電極的制備方法，其特征在于，所述的步驟3)中，濺射腔體內(nèi)，以高純Pt為靶材，純度為99.99％。