[发明专利]一种贵金属@石墨层核壳结构电催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种贵金属@石墨层核壳结构电催化剂的制备方法，其特征在于以下步骤：

(1)制备担载在碳上的贵金属电催化剂

将表面活性剂溶解在憎水的有机溶剂A中，其中，表面活性剂在憎水的有机溶剂中的摩尔浓度为0.1-1000mmol/L；加入贵金属盐水溶液，其中，贵金属盐水溶液的浓度为0.1-500mmol/L，在10–50℃下搅拌0.2-2h，静置分层，取有机相溶液加入碳载体，超声分散，加入去离子水稀释2～30倍，然后加入还原剂水溶液，其中，还原剂水溶液的浓度为0.1–5000mmol/L，在室温下搅拌2-60min，并在50-200℃下回流搅拌0.5h-3h，然后将沉淀洗涤至中性、烘干，最终得到担载在碳上的贵金属电催化剂；

(2)制备贵金属@石墨层核壳结构电催化剂

将质量比为0.01-10:1的金属大环化合物和步骤(1)得到的贵金属电催化剂分散在有机溶剂B中，其中，金属大环化合物在有机溶剂中的浓度为0.001-100g/L，旋转蒸发，蒸干有机溶剂后，取出剩余物质，在惰性气氛中200-1200℃条件下热处理0.5-12h，得到碳化物；然后将得到的碳化物加入到0.1‐10mol/L的酸性水溶液中，在30-100℃的水浴中回流0.5-24h后，抽滤，水洗至中性，干燥后得到贵金属@石墨层核壳结构电催化剂，所述的贵金属@石墨层核壳结构电催化剂中贵金属在碳载体上的载量为5-60wt％；

所述的金属大环化合物为氯化血红素、亚铁血红素、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉铜、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉铁、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉钴、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉锌、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉锰、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉镍和其类似物及衍生物中的一种或两种以上的混合物；所述的酸性水溶液为硼酸、硫酸、苯磺酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、磷酸、氢氟酸、硝酸、高氯酸中的一种或两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种贵金属@石墨层核壳结构电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、硬脂酸钾、油酰基多缩氨基酸钠、十二烷基氨基丙酸钠、月桂基硫酸钠、聚环氧乙烯月桂酰醚、月桂酸失水山梨醇酯、油酸二乙醇酰胺、十四烷基二甲基磺乙基甜菜碱、硬脂酸、油胺、油酸和它们的衍生物及类似物中的一种或两种以上的混合物；所述的碳载体为炭黑、活性碳、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或两种以上的混合物；所述的还原剂为硼氢化锂、硼氢化钠、硼氢化钾、甲醇、乙醇、水合肼、乙二酸、甲醛、甲酸、苹果酸、柠檬酸、葡萄糖、抗坏血酸中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的一种贵金属@石墨层核壳结构电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的憎水的有机溶剂A为甲苯、二甲苯、己烷、环己烷、环己酮、四氯化碳、氯仿、甲基异丁酮、醋酸异丙酯和它们的衍生物及类似物中的一种或二种以上的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的一种贵金属@石墨层核壳结构电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂B为氯仿、二氯甲烷、四氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、乙醚、乙酸乙酯、正己烷中、乙醇、甲醇、丙三醇、丙酮中的一种或两种以上混合。

5.根据权利要求3所述的一种贵金属@石墨层核壳结构电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂B为氯仿、二氯甲烷、四氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、乙醚、乙酸乙酯、正己烷中、乙醇、甲醇、丙三醇、丙酮中的一种或两种以上混合。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种贵金属@石墨层核壳结构电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的贵金属盐为氯铂酸、氯亚铂酸、氯铂酸钾、氯亚铂酸钾、氯铂酸钠、氯亚铂酸钠、氯铂酸铵、氯亚铂酸铵、三氯化钌、氯钌酸、氯钌酸钾、氯钌酸钠、氯钌酸铵、氯亚钌酸铵、三氯化铑、氯铑酸、氯铑酸钾、氯铑酸钠、氯铑酸铵、二氯化钯、氯钯酸钾、氯钯酸钠、氯钯酸铵、氯亚钯酸钾、氯亚钯酸钠、氯亚钯酸铵、四氯化铱、氯铱酸、氯铱酸钠、氯铱酸钾、氯铱酸铵、三氯化金、氯金酸、氯金酸钠、氯金酸钾、氯金酸铵中的一种或两种以上的混合物。