[发明专利]一种具有高催化活性及高耐久性的以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高催化活性及高耐久性的以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂，其特征是：所述以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂，作为载体的多孔碳纳米纤维相互交错构成疏松的三维网状贯穿的结构，多孔碳纳米纤维的长径比为5～30，在多孔碳纳米纤维上担载有金属铂和炭黑，且炭黑上负载有金属铂；所述以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂的催化活性：起峰电位比铂炭催化剂提前100毫伏，铂的利用率达到80％；所述以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂的耐久性：1000次循环后ECSA保持率达到50％。

2.根据权利要求1所述的一种具有高催化活性及高耐久性的以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂，其特征在于，所述多孔碳纳米纤维的纤维平均直径为100～1000纳米，孔径为5～100纳米。

3.根据权利要求1所述的一种具有高催化活性及高耐久性的以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂，其特征在于，在以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂中，所述铂的含量为10wt％～40wt％。

4.根据权利要求1所述的一种具有高催化活性及高耐久性的以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂，其特征在于，在以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂中，所述炭黑的含量≤50wt％。

5.如权利要求1～4任一项所述的一种具有高催化活性及高耐久性的以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂的制备方法，其特征是：将多孔碳纳米纤维与铂炭催化剂共同分散在分散剂中，超声处理后烘干，即得到以多孔碳纳米纤维为载体的以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为异丙醇或甲醇；所述铂炭催化剂中铂含量为15wt％～60wt％，其余为炭黑；所述铂炭催化剂的粒径20～40nm；所述超声处理是指以50赫兹的频率超声处理0.5～4小时；所述烘干是指在40～120℃温度下烘6～12小时。

7.采用如权利要求1～4任一项所述的一种以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂所制得的单电池，由膜电极组件置于阴阳极流场板间组成，其特征是：所述膜电极组件是由以多孔碳纳米纤维为载体的铂基催化剂喷涂于质子交换膜阴极侧和阳极侧经热压制得；膜电极组件电阻值为200-500欧姆。

8.根据权利要求7所述的单电池，其特征在于，所述喷涂的量为0.2-0.8mg-Pt/cm²；所述热压的温度为50-150℃。