[发明专利]包含改性剂的碳载催化剂和制备碳载催化剂的方法在审

专利信息
申请号: 201580076612.1 申请日: 2015-12-21
公开(公告)号: CN107249735A 公开(公告)日: 2017-10-13
发明(设计)人: A·哈斯 申请(专利权)人: 巴斯夫欧洲公司
主分类号: B01J23/648 分类号: B01J23/648;B01J23/20;B01J32/00;H01M4/92
代理公司: 北京市中咨律师事务所11247 代理人: 李颖,林柏楠
地址: 德国路*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 包含 改性 催化剂 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种碳载催化剂,其包含

-具有400平方米/克至2000平方米/克的BET表面积的含碳载体,

-包含至少一种含铌和钛的混合金属氧化物和/或含氧化铌和氧化钛的混合物的改性剂,

-催化活性金属化合物,其中所述催化活性金属化合物是铂或包含铂和第二金属的合金或包含铂和第二金属的金属间化合物,第二金属选自钴、镍、铬、铜、钯、金、钌、钪、钇、镧、铌、铁、钒和钛。

2.根据权利要求1的碳载催化剂,其中所述碳载催化剂包含0.5重量%至20重量%的铌和0.5重量%至20重量%的钛。

3.根据权利要求1或2的碳载催化剂,其中所述碳载催化剂中包含的铌摩尔量与所述碳载催化剂中包含的铌摩尔量和钛摩尔量之和的比率在0.01至0.5的范围内。

4.根据权利要求1至3任一项的碳载催化剂,其中所述碳载催化剂包含10重量%至50重量%的铂。

5.根据权利要求1至4任一项的碳载催化剂,其中所述催化活性金属化合物以纳米粒子的形式存在。

6.根据权利要求1至5任一项的碳载催化剂,其中所述改性剂由铌、钛和氧构成。

7.根据权利要求1至6任一项的碳载催化剂,其中所述碳载催化剂中包含的所有金属包含在改性剂和催化活性金属化合物中。

8.根据权利要求1至7任一项的碳载催化剂,其中所述含碳载体包含炭黑、石墨烯、石墨、活性炭或碳纳米管。

9.包含根据权利要求1至8任一项的碳载催化剂的电极。

10.包含根据权利要求9的电极的燃料电池。

11.一种制备根据权利要求1至8任一项的碳载催化剂的方法,其包括下列步骤:

(a)将改性剂沉淀到含碳载体的表面上,包括:制备包含含碳载体、至少两种金属氧化物前体和溶剂的初始混合物,和将所述初始混合物干燥以获得中间产物,或将所述初始混合物加热至所述初始混合物沸腾的温度、接着过滤,其中第一前体包含铌且第二前体包含钛,

(b)通过沉积、沉淀和/或用还原剂还原含催化活性金属的前体而在液体介质中使粒子形式的催化活性金属化合物负载到所述中间产物的表面上,

(c)获自步骤(b)的催化剂前体在至少200℃的温度下热处理。

12.根据权利要求11的方法,其中所述初始混合物包含酸。

13.根据权利要求12的方法,其中所述酸是羧酸。

14.根据权利要求11至13任一项的方法,其中步骤(a)中的干燥作为喷雾干燥进行。

15.根据权利要求11至14任一项的方法,其中所述干燥用惰性干燥气体进行。

16.根据权利要求11至15任一项的方法,其中至少一种金属氧化物前体是选自乙醇盐、正丙醇盐、异丙醇盐、正丁醇盐、异丁醇盐和叔丁醇盐的醇盐,或至少一种金属氧化物前体是氯化物。

17.根据权利要求11至16任一项的方法,其中所述溶剂是醇、羧酸酯、丙酮或四氢呋喃。

18.根据权利要求11至13、16或17任一项的方法,其中在过滤后用包含溶剂的洗涤液洗涤所述中间产物。

19.根据权利要求18的方法,其中用于洗涤的溶剂是与初始混合物中相同的溶剂。

20.根据权利要求12、13或16至19任一项的方法,其中所述洗涤液另外包含酸,优选羧酸。

21.根据权利要求11至20任一项的方法,其中在进行步骤(b)之前进行洗涤步骤,使用水作为洗涤液。

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