[发明专利]含过渡金属的催化剂、其制备方法及其作为燃料电池催化剂的用途

权利要求书

1.燃料电池催化剂，其包含活性炭载体，在该活性炭载体上形成有过 渡金属组合物，所述过渡金属组合物包含过渡金属和氮，其中过渡金属构 成该催化剂的至少1.6重量％。

2.燃料电池催化剂，其包含碳载体，在该碳载体上形成有过渡金属组 合物，所述过渡金属组合物包含过渡金属(M)和氮，其中所述催化剂的 特征在于，当通过如规程A中所述的飞行时间二次离子质谱法(ToF SIMS) 分析该催化剂时，产生了对应于式MN_xC_y⁺的离子，x的加权摩尔平均值为 大约0.5至大约2.0，且y的加权摩尔平均值为大约0.5至大约8.0。

3.燃料电池催化剂，其包含碳载体，在该碳载体上形成有过渡金属组 合物，所述过渡金属组合物包含过渡金属(M)和氮，其中：

过渡金属(M)构成该催化剂的多于2重量％；且

所述催化剂的特征在于，当通过如规程A中所述的飞行时间二次离子 质谱法(ToF SIMS)分析该催化剂时，产生了对应于式MN_xC_y⁺的离子， x的加权摩尔平均值为大约0.5至大约8，且y的加权摩尔平均值为大约0.5 至大约8。

4.燃料电池催化剂，其包含碳载体，在该碳载体上形成有过渡金属组 合物，所述过渡金属组合物包含过渡金属(M)和氮，其中：

所述过渡金属选自由铜、银、钒、铬、钼、钨、锰、钴、镍、钌、铈 及其组合组成的组；且

所述催化剂的特征在于，当通过如规程A中所述的飞行时间二次离子 质谱法(ToF SIMS)分析催化剂时，产生了对应于式MN_xC_y⁺的离子，其 中x为1的离子的相对丰度为至少20％。

5.燃料电池催化剂，其包含碳载体，在该碳载体上形成有过渡金属组 合物，所述过渡金属组合物包含过渡金属和氮，其中：

所述过渡金属构成该催化剂的至少大约2重量％，且

所述催化剂的微孔朗缪尔表面积为在所述碳载体上形成所述过渡金属 组合物之前所述碳载体的微孔朗缪尔表面积的大约60％至小于80％。

6.如前述权利要求任一项所述的燃料电池催化剂，其中所述碳载体是 活化的。

7.如前述权利要求任一项所述的燃料电池催化剂，其中在所述碳载体 中形成所述过渡金属组合物之前所述碳载体的总朗缪尔表面积为大约500 至大约2100平方米/克。

8.如前述权利要求任一项所述的燃料电池催化剂，其中在所述碳载体 上形成所述过渡金属组合物之前所述碳载体的总朗缪尔表面积为至少大约 1000平方米/克、至少大约1200平方米/克、或至少大约1400平方米/克。

9.如前述权利要求任一项所述的燃料电池催化剂，其中在所述碳载体 上形成所述过渡金属组合物之前所述碳载体的总朗缪尔表面积为大约 1000平方米/克至大约1600平方米/克。

10.如前述权利要求任一项所述的燃料电池催化剂，其总朗缪尔表面 积为至少大约600平方米/克、至少大约900平方米/克、至少大约1000平 方米/克、至少大约1100平方米/克、或至少大约1200平方米/克。

11.如前述权利要求任一项所述的燃料电池催化剂，其总朗缪尔表面 积小于大约2000平方米/克、小于大约1500平方米/克、小于大约1000平 方米/克、小于大约900平方米/克、小于大约800平方米/克、小于大约700 平方米/克、小于大约600平方米/克、小于大约500平方米/克、小于大约 400平方米/克、或小于大约300平方米/克。

12.如前述权利要求任一项所述的燃料电池催化剂，其总朗缪尔表面 积为大约600平方米/克至大约1400平方米/克、大约1000平方米/克至大 约1400平方米/克、大约1100平方米/克至大约1400平方米/克、或大约1200 平方米/克至大约1400平方米/克。