[發(fā)明專利]一種用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑及其制備方法

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• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114864974A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李箐;李申宙
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;H01M4/88
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 孔娜

1.一種用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑，其特征在于：

所述催化劑包括電纜結(jié)構(gòu)及鉑顆粒，所述電纜結(jié)構(gòu)包括碳納米管及包覆在所述碳納米管上的SnO₂包覆層，所述鉑顆粒設(shè)置在所述SnO₂包覆層上；

其中，所述碳納米管為羧基化多壁碳納米管。

2.如權(quán)利要求1所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑，其特征在于：所述碳納米管與所述SnO₂包覆層的質(zhì)量之比為1:4；所述SnO₂包覆層占所述催化劑的質(zhì)量百分比大于等于50％。

3.如權(quán)利要求1所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑，其特征在于：所述鉑顆粒的平均粒徑為3nm，所述鉑顆粒占所述催化劑的質(zhì)量百分比為10％～20％。

4.一種權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將將羧基化多壁碳納米管加入稀鹽酸中，經(jīng)超聲處理后形成均勻分散液；

(2)將錫鹽溶解于制得的分散液中，并在密閉容器中，將分散液在攪拌狀態(tài)下水浴加熱至60℃，反應(yīng)2h后得到反應(yīng)液，反應(yīng)液經(jīng)離心處理后通過冷凍干燥機(jī)干燥得到反應(yīng)產(chǎn)物；

(3)將得到的反應(yīng)產(chǎn)物在空氣氣氛中進(jìn)行退火處理；

(4)將得到的退火反應(yīng)產(chǎn)物分散在乙二醇與水混合液中，加入預(yù)定量鉑源后進(jìn)行加熱，接著將加熱后的溶液進(jìn)行冷凝回流，以得到所述催化劑。

5.如權(quán)利要求4所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，羧基化多壁碳納米管的長度≥2μm，直徑為40nm～70nm；所述稀鹽酸的pH范圍為0-2，分散液中碳納米管的濃度≤0.4g/L。

6.如權(quán)利要求4所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，錫鹽包括氯化亞錫、醋酸亞錫和草酸亞錫中的至少一種；錫鹽濃度≤30g/L。

7.如權(quán)利要求6所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，水浴加熱過程中，分散溶液需保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，攪拌速率為600-900rpm；離心處理的離心轉(zhuǎn)速為9000rpm，離心所用洗滌液為去離子水和乙醇的混合液，去離子水和乙醇的體積比為1:1。

8.如權(quán)利要求4所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，退火溫度為200℃～500℃，升溫速率為5℃/min-10℃/min，退火處理時(shí)間為1h-3h。

9.如權(quán)利要求4所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，鉑源為氯鉑酸、氯鉑酸鉀中的至少一種；溶液加熱溫度為110℃～160℃，加熱時(shí)間為1h-3h。

10.如權(quán)利要求4所述的用電纜結(jié)構(gòu)負(fù)載有鉑顆粒的催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，冷凝回流后進(jìn)行離心處理并收集產(chǎn)物，進(jìn)而經(jīng)冷凍干燥后得所述催化劑；離心所用洗滌液為去離子水和乙醇的混合液，去離子水和乙醇體積比為1:3。