一种高活性高稳定性燃料电池复合催化剂的制备方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201510572192.8
申 请 日：20150908
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20171110
公 开 号：CN105107541B
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摘 要：本发明提供一种高活性高稳定性燃料电池复合催化剂的制备方法，属于燃料电池技术领域。本发明首先在Pt/C催化剂表面包覆一层多巴胺，利用多巴胺对过渡金属阳离子良好的吸附性能来吸附金属前驱体，然后用二氧化硅将聚合物进行封装，利用二氧化硅的固形与限域作用，控制聚合物前驱体的热解损失及热处理形貌转换，高温热解借助铂和过渡金属的表面偏析效应一步合成合金纳米粒子与氮掺杂碳修饰层，构筑氮掺杂碳包覆中空合金纳米粒子的低铂?非金属复合结构催化剂。本发明克服了催化剂在烧结过程中的迁移团聚与长大，有效控制颗粒尺寸，催化剂的有高活性比表面积，且操作简单，易于工业化生产，可广泛应用于以质子交换膜为电解质的燃料电池。
主 权 项：一种高活性高稳定性燃料电池复合催化剂的制备方法，其具体方法步骤包括(1)多巴胺的原位聚合与吸附过渡金属离子首先，按PT/C催化剂与多巴胺按质量比为1︰0.7～1：3的比例称取PT/C催化剂和多巴胺，然后再以乙醇与水的体积比为1︰1～1：3的混合溶液作为溶剂，控制溶液浓度，使得PT/C催化剂的质量浓度为0.1～2毫克/毫升，将制得的溶液超声10～60分钟，使PT/C催化剂均匀分散，再按TRIS?HCL与多巴胺的质量比为1︰1～1：3的比例加入TRIS?HCL缓冲液，在0～30℃条件下搅拌聚合2～24小时，将搅拌后的样品用去离子水离心洗涤数次，再按PT与过渡金属摩尔比分别为1︰1～1：5加入过渡金属前驱体，搅拌2～24小时使其充分吸附金属阳离子；(2)聚合物的封装与限域按步骤(1)制备的样品与正硅酸乙酯或硅酸三乙酯的质量比为1︰0.7～1：3称取正硅酸乙酯或硅酸三乙酯并将其加入步骤(1)制备的样品中，调节溶液的PH值为1～6，搅拌10～30分钟后将其转移到培养皿中，使其在酸性条件下水解形成二氧化硅，待催化剂在培养皿中干燥后，称量并将其转移到磁方舟中备用；(3)氮掺杂碳修饰PT基合金催化剂的制备将步骤(2)所得到的产品置于管式炉中，在氮气或氩气保护下将管式炉升温至600～1000℃，控制惰性气体的流速为50～500毫升/分钟，并在600～1000℃下保持0.5～3小时，待产物冷却后，最后再将样品放在聚四氟乙烯的杯子中按蒸馏水和氢氟酸的体积比为1︰0.7～1：3的比例混合，搅拌8～24小时，最后将产物离心、洗涤、干燥、研磨后得到高活性高稳定性的氮掺杂碳包覆PTM合金纳米粒子的低铂?非金属复合结构催化剂。
关 键 词：
法律状态：生效
IPC专利分类号：B01J27/24; H01M4/90; H01M4/92