[發明專利]一種鉑-稀土合金催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310072534.4
• 申請日: 2023-01-31
• 公開（公告）號: CN116053487A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 廖忠淼;解曉偉;王劍典;曹煒;張遠
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/92
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 梅素麗

1.一種鉑-稀土合金催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將g-C₃N₄、鉑前驅體、稀土前驅體和碳載體進行混合，得到混合物；

2)將步驟1)得到的混合物進行加熱還原，得到還原產物；

3)將步驟2)得到的還原產物進行酸洗刻蝕，制得所述鉑-稀土合金催化劑。

2.根據權利要求1所述鉑-稀土合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述鉑前驅體包括氯鉑酸、硝酸鉑或乙酰丙酮鉑中的至少一種；

和/或，所述稀土前驅體包括稀土硝酸鹽、稀土氯化鹽或稀土乙酰丙酮鹽中的至少一種；和/或，所述稀土前驅體中的稀土元素包括鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、銩或釔中的至少一種；

和/或，所述碳載體包括炭黑、介孔碳、碳納米管、石墨烯、氮化炭黑、氮化介孔碳、氮化碳納米管或氮化石墨烯中的至少一種。

3.根據權利要求1所述鉑-稀土合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述鉑前驅體與碳載體的質量比為1：(0.2～5)；

和/或，所述鉑前驅體與g-C₃N₄的質量比為1：(0.2～5)；

和/或，所述鉑前驅體與稀土前驅體的摩爾比為1：(0.2～5)。

4.根據權利要求1所述鉑-稀土合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述g-C₃N₄是由富氮前驅體進行煅燒制得的；

和/或，所述富氮前驅體包括尿素、單氰胺、雙氰胺、三聚氰胺、硫脲中的至少一種；

和/或，所述煅燒的升溫速率為1～10℃/min；

和/或，所述煅燒溫度為300～650℃；

和/或，所述煅燒時間為0.5～4小時。

5.根據權利要求1所述鉑-稀土合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述加熱還原是在含有還原性氣體的氣氛中進行；

和/或，所述含有還原性氣體的氣氛包括還原性氣體和惰性氣體的混合氣；

和/或，所述還原性氣體在混合氣中的體積百分比為5～20％；

和/或，所述還原性氣體包括氫氣、一氧化碳、硫化氫、甲烷或一氧化硫中的至少一種；

和/或，所述混合氣的流量為50～500mL/min。

6.根據權利要求1或5所述鉑-稀土合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述加熱還原的升溫速率為1～10℃/min；

和/或，所述加熱還原溫度為650～1000℃；

和/或，所述加熱還原時間為0.5～4小時。

7.根據權利要求1所述鉑-稀土合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述酸洗刻蝕是將所述還原產物與酸性溶液混合進行刻蝕；

和/或，所述酸性溶液的濃度為0.1～6mol/L；

和/或，所述酸性溶液包括硫酸溶液、硝酸溶液、鹽酸溶液或高氯酸溶液中的至少一種。

8.根據權利要求1或7所述鉑-稀土合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述酸洗刻蝕在加熱條件下進行；

和/或，所述加熱溫度為40～100℃；

和/或，所述加熱時間為1～4小時；

和/或，所述酸洗刻蝕在惰性氣體氛圍中進行。

9.權利要求1～8任一項所述制備方法制得的鉑-稀土合金催化劑，其特征在于，所述鉑-稀土合金催化劑為納米核殼結構或納米多孔結構；

和/或，所述鉑-稀土合金催化劑的粒徑為1～3nm。

10.權利要求9所述鉑-稀土合金催化劑在電化學氧化還原中的應用。