[发明专利]一种高性能PtMTiO2NT/C燃料电池用催化剂、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种燃料电池用电催化剂的制备方法，包括下列步骤：

a)将过渡金属盐、氯铂酸、TiO₂NT和碳载体按电催化剂中对应元素的重量百分比换算用量与乙二醇混合配制混合溶液，调节pH值为9～14，微波加热反应1～40分钟，过滤，干燥，得到PtMTiO₂NT/C催化剂前驱体；

b)所得催化剂前躯体在惰性气体中升温至200℃，恒温处理2～10小时，降至室温，研磨均匀，即得燃料电池用电催化剂；

所述燃料电池用电催化剂，为PtMTiO₂NT/C复合体，其中，M为元素周期表中第一排过渡金属元素，以电催化剂总重量为基础计，Pt重量百分含量为5％～40％，二氧化钛纳米管TiO₂NT的重量百分含量为1％～20％，M总重量百分含量5％～40％，余量为碳载体。

2.如权利要求1所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐为元素周期表中第一排过渡金属元素的可水溶性硝酸盐、草酸盐或乙酸盐中的一种或一种以上的混合物。

3.如权利要求1所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤a所述混合溶液经超声混合均匀，混合溶液中，氯铂酸的质量百分比浓度为2％～15％，乙二醇与氯铂酸体积比为0.2～2。

4.如权利要求1所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤a中，调节pH值的调节剂选自二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、尿素、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或氨水中的一种或一种以上的混合溶液。

5.如权利要求1所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤a中，微波加热反应为：将混合溶液放置在带有回流装置的微波反应器中，以120～240W功率反应1～40分钟。

6.如权利要求1所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a还包括将微波加热的产物冷却，抽滤，洗涤，在60℃～120℃下真空干燥5～20小时，获得PtMTiO₂NT/C催化剂前驱体。

7.如权利要求1所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤b所述惰性气体选自He、Ar或N₂。

8.如权利要求1所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤b所述催化剂前躯体在惰性气体中升温的速率为5℃/min。

9.如权利要求1-8中任一权利要求所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，所用碳载体为经过H₂O₂预处理过的活性炭、导电炭黑、石墨炭、碳纳米管和/或碳纳米纤维。

10.如权利要求9所述燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳载体经体积百分比为30％的H₂O₂溶液处理。

11.一种燃料电池用电催化剂，所述燃料电池用电催化剂，为PtMTiO₂NT/C复合体，其中，M为元素周期表中第一排过渡金属元素，以电催化剂总重量为基础计，Pt重量百分含量为5％～40％，二氧化钛纳米管TiO₂NT的重量百分含量为1％～20％，M总重量百分含量5％～40％，余量为碳载体，由权利要求1-10中任一权利要求所述的方法制得。

12.如权利要求11所述燃料电池用电催化剂，其特征在于，所述PtMTiO₂NT/C复合体中，除碳载体以外的其它成分的总重量与碳载体的重量比为0.2～1。

13.如权利要求11所述燃料电池用电催化剂，其特征在于，所述M选自Co、Ni、Fe、Mn、Ti、Cr或Zn中的一种或多种。

14.如权利要求11-13中任一权利要求所述燃料电池用电催化剂用于制备燃料电池阴极和阳极。