[發明專利]耐高溫復合載體、用于燃料電池的催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202210183513.5
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114243039B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 寧星杰;侯向理;涂序國;余麗;時丕宏;徐震
• 申請（專利權）人: 浙江高成綠能科技有限公司
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 陶柳濤

1.一種用于燃料電池催化劑的耐高溫復合載體的制備方法，所述復合載體中包括碳和Zr(HPO₄)₂，其中，Zr(HPO₄)₂的質量分數為5%~40%，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

（1）將鋯源溶于水中，滴加鹽酸，制成第一原料；

（2）將碳粉加入至溶劑中，超聲分散，然后加入磷酸和鹽酸的混合液，制成第二原料；

（3）將第一原料滴至第二原料中，然后再滴加磷酸，攪拌進行反應，然后經過濾、洗滌、干燥和煅燒之后，得到所述耐高溫復合載體。

2.如權利要求1所述的用于燃料電池催化劑的耐高溫復合載體的制備方法，其特征在于，在步驟（1）中，所述制備方法包括如下技術特征：

（11）所述鋯源為氧氯化鋯；

（12）所述鋯源在第一原料中的質量分數為3%~10%。

3.如權利要求1所述的用于燃料電池催化劑的耐高溫復合載體的制備方法，其特征在于，在步驟（2）中，所述制備方法包括如下技術特征：

（21）所述碳粉選自Vulcan XC72R、BP2000、EC300JD或EC600JD中的一種；

（22）所述溶劑為乙醇、異丙醇或正丙醇的水溶液，其中，乙醇、異丙醇或正丙醇的質量分數為20%~50%；

（23）所述溶劑與碳粉的質量比為（50~100）：1；

（24）所述超聲分散的時間為20~30min；

（25）所述混合液中HCl的濃度為0.5-1mol/L，所述磷酸的濃度為0.5-1mol/L；

（26）所述溶劑與混合液的體積比為5~10:1。

4.如權利要求1所述的用于燃料電池催化劑的耐高溫復合載體的制備方法，其特征在于，在步驟（3）中，所述制備方法包括如下技術特征：

（31）所述第一原料中的鋯源與第二原料中的碳粉的質量比為1:2.5~20；

（32）所述磷酸的濃度為0.5-1mol/L，所述磷酸的添加量為0.005~0.5mol；

（33）所述反應的溫度為60~90℃，反應的時間為2~4h；

（34）所述洗滌采用水洗，水洗次數為3~5次，直至洗滌液呈中性；

（35）所述干燥溫度為80~100℃，干燥時間為60~120min；

（36）所述煅燒在氮氣氛圍中進行，且所述煅燒的溫度為500~800℃，煅燒的時間為30~120min。

5.一種用于燃料電池的催化劑，其特征在于，所述催化劑包括利用如權利要求1~4任一所述制備方法制備得到的耐高溫復合載體以及負載在耐高溫復合載體上的活性組分，所述活性組分為鉑。

6.如權利要求5所述的用于燃料電池的催化劑，其特征在于，所述活性組分的負載量為40wt％~70wt％。

7.一種如權利要求5所述用于燃料電池的催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

（a）將所述耐高溫復合載體、乙二醇以及氯鉑酸溶液進行混合，超聲分散后，加入堿和甲醛，攪拌進行反應，然后降溫沉降，過濾干燥后即得所述用于燃料電池的催化劑。

8.如權利要求7所述的用于燃料電池的催化劑的制備方法，其特征在于，在步驟（a）中，所述制備方法包括如下技術特征：

（a1）所述氯鉑酸溶液的質量分數為5%~50%；

（a2）所述耐高溫復合載體、乙二醇以及氯鉑酸溶液中氯鉑酸的質量比為1：（20~100）：5~20；

（a3）所述超聲分散的時間為20~60min；

（a4）所述堿為氫氧化鈉；

（a5）加入的堿及甲醛與氯鉑酸溶液中氯鉑酸的質量比為（5~10）：（0.1~0.5）：1；

（a6）所述反應在水浴中進行，所述水浴的溫度為60~90℃，反應的時間為1~4h；

（a7）所述干燥的溫度為60~100℃，干燥的時間為60~300min。