[發明專利]一種Pt-WC復合材料及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 202111114350.7
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113871644A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張衛東;劉峰瑋;張煒
• 申請（專利權）人: 廈門廈鎢新能源材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;H01M4/88
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 劉小勤

1.一種Pt-WC復合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)將碳化鎢與堿液進行攪拌混合，形成體系a；

(2)將鉑源與醇溶劑進行充分攪拌混合，加入到體系a中，調節pH值后形成體系b；

(3)將體系b采用微波加熱，時間為15-60秒，暫停微波加熱進行超聲分散15-60秒，如此循環直到溶液體積蒸發1/3至2/3，形成體系c；

(4)將體系c加入酸液以破壞膠體，靜置沉淀后，沉淀物進行洗滌干燥，從而得到Pt-WC復合材料。

2.根據權利要求1所述Pt-WC復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的至少一種，OH^-濃度為0.05～0.3mol/L；

任選的，步驟(2)中所述鉑源為氯鉑酸、氯鉑酸鉀、氯鉑酸鈉中的至少一種，所述醇溶劑為乙二醇、丙三醇、丙二醇、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇中至少一種；

任選的，步驟(2)中所述鉑源中鉑重量為步驟(1)中碳化鎢重量的0.25～4倍；

任選的，步驟(2)中所述醇溶劑為步驟(1)中碳化鎢重量的20～100倍；

任選的，步驟(2)中調節pH值為12≤pH≤13，得到體系b。

3.根據權利要求1所述Pt-WC復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中采用微波加熱，功率為350-500瓦，頻率為2000-2500MHz；

任選的，步驟(3)中循環次數為3～7次，循環過程中微波加熱的總時間為3～15分鐘，形成體系c，所述體系c為膠體。

4.根據權利要求1所述Pt-WC復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(4)中所述酸液為鹽酸、硫酸的至少一種，H⁺濃度為0.05～0.5mol/L，加入酸液后使體系pH值為6≤pH≤10；

任選的，步驟(4)中所述干燥為真空干燥，溫度為80～150攝氏度，時間為8～20小時。

5.一種Pt-WC復合材料，采用權利要求1-4任一項所述Pt-WC復合材料的制備方法制備得到，其特征在于：所述Pt-WC復合材料具有核殼結構，是以碳化鎢為核，所述碳化鎢的表面沉積鉑元素，鉑的價態為0～+4，包括連接在碳化鎢表面的鉑顆粒，以及鉑與碳化鎢反應形成的氧化態鉑，所述氧化態鉑分布在鉑顆粒和碳化鎢之間，反應同時造成部分碳化鎢被氧化，形成的鎢的氧化物包裹在材料最外層，形成殼層。

6.根據權利要求5所述Pt-WC復合材料，其特征在于：所述Pt-WC復合材料中Pt的含量為20～80wt％，O的含量為大于0小于等于2％。

7.根據權利要求5或6所述Pt-WC復合材料，其特征在于：所述Pt-WC復合材料中，所述鉑顆粒為0價Pt單質，質量含量為70-75％，鉑顆粒的中值粒徑為5.04±2.1nm。

8.權利要求5-7任一項所述Pt-WC復合材料在電催化領域的應用。

9.一種膜電極，包括基體，其特征在于：所述基體表面負載有活性涂層，所述活性涂層中包含權利要求5-7任一項所述Pt-WC復合材料。

10.一種燃料電池，包括權利要求9所述膜電極。