[发明专利]一种高活性负载型八面体三元合金催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种高活性负载型八面体三元合金催化剂的制备方法，属于燃料电池领域，其制备方法具体包括：利用超声波将铂盐、任意两种过渡金属的盐溶解于有机溶剂或水中，直至固体物质全部溶解，得到前驱体混合溶液；在压力为0.03MPa～0.1MPa，温度为50℃～100℃条件下，将前驱体混合溶液逐滴滴入到真空热处理过的碳载体内，充分浸渍，得到碳载体混合物；将碳载体混合物置于高纯氮气气氛下，通入还原气体对上述的碳载体混合物进行还原，还原完成后，将碳载体混合物置于高纯氮气气氛下，冷却至室温，最终得到高活性负载型八面体三元合金催化剂。本发明方法工艺简单，操作便利，易于实现批量化生产。

技术领域

本发明涉及一种高活性负载型八面体三元合金催化剂的制备方法，属于燃料电池领域。

背景技术

与传统内燃机相比，燃料电池是通过电化学反应将燃料的化学能转化为电能，具有高效率、零排放的优势，因而受到科学家的青睐。氢能是多种能源传输和融合交互的纽带，是未来清洁低碳能源系统的核心之一，质子交换膜燃料电池作为一种非常有前途的燃料电池，是实现氢能广泛应用的理想能量转换装置。电催化剂作为质子交换膜燃料电池的关键材料之一，直接影响质子交换膜燃料电池阴极的氧还原动力学，进而影响燃料电池的性能。因此，高活性电催化剂的研究引起科研工作者的兴趣，而质子交换膜燃料电池用电催化剂主要以铂为主，但是铂资源匮乏、价格昂贵。

为了合理的利用铂资源，进一步提高电催化剂的活性，引入过渡金属M(M＝Fe,Co,Ni,Cu等)与贵金属铂形成三元合金。特定气体下，过渡族金属离子与铂形成合金的过程中会强烈选择八面体配位位置，从而形成八面体结构，这种八面体结构的三元合金不仅降低了铂的含量，而且催化剂活性较纯铂得到有效提升。

发明内容

本发明的目的在于解决了电催化剂活性低、合理利用铂资源的问题，提供了一种高活性负载型八面体三元合金催化剂的制备方法。

为了实现上述目的本申请提供了一种高活性负载型八面体三元合金催化剂的制备方法，所述的制备方法如下：S1、利用真空烘箱对碳载体进行加热处理，所述的真空烘箱的真空度为-0.1MPa，所述的加热方式为：先升温，其次保温，所述的保温的温度为80℃～200℃，所述的保温的时间为6h～15h；S2、利用超声波将铂盐、任意两种过渡金属的盐溶解于有机溶剂或水中，直至固体物质全部溶解，得到前驱体混合溶液；S3、在压力为0.03MPa～0.1MPa，温度为50℃～100℃条件下，将步骤S2得到的前驱体混合溶液逐滴滴入到步骤S1的碳载体内，充分浸渍，得到碳载体混合物；S4、将步骤S3中的碳载体混合物置于高纯氮气气氛下，通入还原气体对上述的碳载体混合物进行还原，还原完成后，将碳载体混合物置于高纯氮气气氛下，冷却至室温，最终得到高活性负载型八面体三元合金催化剂；S5、将步骤S4得到的高活性负载型八面体三元合金催化剂储存于氮气气氛下。

作为本发明的进一步改进，所述的步骤S1中，碳载体包括：导电碳黑、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种。

作为本发明的进一步改进，所述的步骤S2中，铂盐包括Pt(CH₃COO)₂、H₂PtCl₆·6H₂O、K₂PtCl₆，过渡金属包括Fe、Co、Ni、Cu，所述的过渡金属盐包括Ni(CH₃COO)₂、Cu(CH₃COO)₂、Co(CH₃COO)₂、CoCl₂·6H₂O、Cu(NO₃)₂。

作为本发明的进一步改进，所述的步骤S3中，所述的碳载体混合物通过搅拌的方式提高浸渍的效果达到混合均匀的目的。