[發明專利]一種有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層及其制備方法

在審

• 申請號: 202310345815.2
• 申請日: 2023-03-31
• 公開（公告）號: CN116364962A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 程鳳;張向前;唐迪;宋爽;花仕洋;葉東浩
• 申請（專利權）人: 武漢氫能與燃料電池產業技術研究院有限公司;武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶集團有限公司第七一二研究所）
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張杰

1.一種有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.配制前驅體溶液：將有機配體溶液和兩種不同金屬粒子的金屬鹽溶液混合，得到前驅體溶液；

S2.合成有序化雙金屬MOF基納米陣列：將碳材料進行預處理，并將預處理后的碳材料放入所述前驅體溶液中，室溫靜置一段時間后，取出所述碳材料進行高溫碳化，得到負載在所述碳材料上的有序化雙金屬MOF基納米陣列；

S3.制備有序化Pt/雙金屬MOF基催化層：將載有雙金屬MOF基納米陣列的碳材料加入到含鉑溶液中進行水熱反應，得到所述有序化Pt/雙金屬MOF基催化層。

2.根據權利要求1所述的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，步驟S1所述前驅體溶液中，所述有機配體為2-甲基咪唑，所述有機配體的濃度為0.01～0.5mol/L。

3.根據權利要求1所述的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，步驟S1所述前驅體溶液中，所述兩種不同金屬粒子的金屬鹽為硝酸鎳、硝酸鈷、硝酸鋅、硝酸鐵中的任意兩種，所述兩種不同金屬粒子的金屬鹽總濃度為0.01～0.1mol/L。

4.根據權利要求1所述的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，步驟S1所述前驅體溶液中，所述兩種不同金屬粒子的金屬鹽摩爾用量比為(0.5～2.5):(0.5～2.5)；所述兩種不同金屬粒子的總摩爾濃度與所述有機配體的摩爾濃度比為(1～5)：(1～25)。

5.根據權利要求1所述的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述碳材料的預處理方法為：將碳材料在質量分數為0.5％～2％的稀酸中超聲5-10min去除表面雜質，然后分別用蒸餾水、乙醇清洗。

6.根據權利要求1所述的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述碳材料為碳布、碳紙、碳黑紙中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述室溫靜置的時間為4～8h；所述高溫碳化溫度為500～900℃，碳化時間為4～10h。

8.根據權利要求1所述的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，步驟S3中所述含鉑溶液為乙酰丙酮鉑溶液，濃度為0.01-0.1mol/L。

9.根據權利要求1所述的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層的制備方法，其特征在于，步驟S3中所述水熱反應的溫度為130～180℃，反應時間為10～15h。

10.根據權利要求1～9任一項所述的制備方法制備得到的有序化Pt/雙金屬MOF基燃料電池催化層。