[发明专利]一种燃料电池的复合膜电极的制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，采用单晶硅基体作为复合膜电极前驱体基片，具体制备方法为：

（1）采用等离子辅助化学气相沉积在单晶硅衬底表面制备氮掺杂纳米金刚石薄膜，所述氮掺杂纳米金刚石薄膜的厚度为20-800微米；

（2）将所述氮掺杂纳米金刚石薄膜表面进行处理浸没于强酸中，进行表面处理，过滤后得到活化的氮掺杂纳米金刚石薄膜；

（3）将所述活化的氮掺杂纳米金刚石薄膜浸没于铈盐、镧盐、钴盐、钐盐的混合溶液中，加入络合剂柠檬酸，将等体积混合的NaOH、Na₂CO₃逐滴滴入所述混合溶液中，调节pH至弱碱性，经过75-90℃水热处理24-36小时，直到沉淀完全析出，获得金刚石基SDC/钙钛矿型复合膜电极前驱体，其中，SDC=SmxCe1-xO2 ,0＜x＜0.5；

（4）将所述金刚石基SDC/钙钛矿型复合膜电极前驱体经过过滤洗涤，烘干处理，再经过退火，制备得到金刚石基SDC/钙钛矿型复合膜电极。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，所述等离子辅助化学气相沉积使用乙炔气为碳源，氮气为氮源，微波等离子体为等离子源，微波功率为1-9 kW，沉积气压为0.2-20 Pa。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂纳米金刚石薄膜SP2键含量达到60-75%。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，所述强酸为pH为2-4的浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、高氯酸中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，所述强酸处理时间为20-120分钟。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，所述铈盐、镧盐和钴盐、钐盐的各阳离子浓度比为1.2-2.7：1：1：0.01-0.03。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，所述铈盐为氯化铈、溴化铈、硝酸铈中的一种，镧盐为氯化镧、溴化镧、硝酸镧中的一种，钴盐为氯化钴、溴化钴、硝酸钴中的一种，钐盐为氯化钐、溴化钐、硝酸钐中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，所述烘干处理为70-80℃下烘干2-5小时。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池的复合膜电极的制备方法，其特征在于，所述退火处理为350-600℃下晶化处理12-16小时。