[发明专利]一种燃料电池用核壳结构催化剂及制备和应用

权利要求书

1. 一种燃料电池用核壳结构催化剂的制备方法，其特点在于：催化剂壳层为铜修饰的铂层和/或钯层，催化剂核心部分为钯、金、或金钯合金的颗粒或多孔骨架，催化剂的壳是以致密的层状包覆在核外表面；壳层厚度0.2-0.46nm，壳层中铜与铂层和/或钯层的比例为0.1~10：10~200；核心部分颗粒的粒径2-10nm；多孔骨架的孔隙率40-60%，孔径大小20-50nm，均匀分布；

燃料电池用核壳型催化剂的制备方法步骤为：

1)将用作核壳型催化剂核心的颗粒或多孔骨架的金属基底涂敷于玻碳电极表面，电极于空气中晾干、备用；

2) 配制可溶性亚铂盐和/或可溶性亚钯盐、可溶性铜盐、柠檬酸及与铜盐相同阴离子的酸的水溶液作为电解质溶液；

3)向上述电解质溶液中通入惰性气氛气体（Ar和/或N2）饱和，控制整个反应体系温度为30~80℃之间，然后以1）中制备的电极为工作电极、以饱和甘汞电极为参比电极、铂片电极为对电极组成三电极体系；

4)使用循环伏安法首先测得沉积结束电位，然后在开路电位至沉积结束电位区间，以1mV/s至50mV/s的扫描速度进行反应。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：可溶性亚铂盐为K₂PtCl₄，(NH3)₄Pt(NO3)₂或Pt(AC)₂中的一种或二种以上；可溶性亚钯盐为K₂PdCl₄或Na₂PdCl₄中的一种或二种以上，可溶性亚铂盐和/或可溶性亚钯盐于体系中的终浓度均为：0.1~10 mmol/L。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：可溶性铜盐及与铜盐相同酸根的稀酸溶液优选为：于体系中的终浓度0.01~0.2mol/L的H₂SO₄和0.01~0.2mol/L的CuSO₄。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：电解质溶液中柠檬酸于体系中的终浓度为10-90 mmol/L，电解质溶液体积用量为100mL。

5.一种权利要求1所述的制备方法制备的催化剂作为燃料电池阴极催化剂的应用。