[發明專利]一種金屬氮化物限域制備Pt基有序合金燃料電池催化劑的方法

在審

• 申請號: 202310032727.7
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN115842136A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 程年才;吳威
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 俞舟舟;蔡學俊

1.一種金屬氮化物限域制備Pt基有序合金燃料電池催化劑的方法，其特性在于，該方法包括以下步驟：

1）制備Pt基無序合金并擔載于碳載體，獲得無序合金催化劑；

2）將無序合金催化劑作為載體置于原子層沉積系統中沉積金屬氮化物，單次沉積循環包含：通入金屬前驅體使其吸附于載體無序合金催化劑上；吹掃氣吹掃多余金屬前驅體；通入反應性氣體將金屬前驅體反應為金屬氮化物；吹掃氣吹掃多余反應性氣體；交替通入金屬前驅體與反應性氣體循環數次，以沉積一定厚度的金屬氮化物保護層；

3）在還原性氣氛下高溫有序化處理，冷卻至室溫后得到小尺寸的Pt基有序合金燃料電池催化劑。

2.根據權利要求1所述的方法，其特性在于，步驟1）所述的Pt基無序合金中除Pt外的金屬為鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、釔、鉬、釕、銠、鈀、銀、金、銥、鎂、錫中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的方法，其特性在于，步驟2）所述的金屬前驅體包括含有鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、釔、鉬、釕、銠、鈀、銀、金、銥、鎂、錫中的至少一種金屬的有機配合物。

4.根據權利要求1所述的方法，其特性在于，步驟2）所述金屬前驅體的通入脈沖范圍為10ms-10s，金屬前驅體溫度為25℃-130℃。

5.根據權利要求1所述的方法，其特性在于，步驟2）所述吹掃氣為氮氣、氬氣，吹掃氣氣體流量范圍為5sccm-200sccm。

6.根據權利要求1所述的方法，其特性在于，步驟2）所述反應性氣體為氨氣或氨氣等離子。

7.根據權利要求1所述的方法，其特性在于，步驟2）所述原子層沉積系統中樣品溫度在125℃-300℃；系統壓強為30mTorr-2Torr。

8.根據權利要求1所述的方法，其特性在于，步驟2）中沉積程序循環次數為1-100次循環；金屬氮化物保護層厚度為0.1nm-10nm。

9.根據權利要求1所述的方法，其特性在于，步驟3）所述的還原性氣氛為氫氣氣氛或氫氣/惰性氣體混合氣氛；高溫有序化處理的溫度為300℃-800℃。

10.根據權利要求1-9任一項所述的制備方法制得的Pt基有序合金燃料電池催化劑。