[发明专利]一种担载型纳米电催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种担载型纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将表面活性剂与金属前驱体溶解于憎水性溶剂中，超声分散5～60分钟后加入载体得到混合溶液；

(2)向所述混合溶液中加入还原剂后，于15～30℃下搅拌30～180分钟，然后升温到100-300℃于惰性气体气氛下反应3-24h；

(3)将步骤(2)得到的产物纯化，真空干燥6h以上，然后置于管式炉中于100-300℃下处理0.5-10h，得到所述担载型纳米电催化剂；

所述纯化的步骤为：使用有机溶剂离心洗涤去除催化剂表面的表面活性剂，所述有机溶剂为：甲苯，氯仿，正己烷，醋酸，异丙醇，乙醇中的一种或二种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，表面活性剂的摩尔浓度为0.01～1000mmol/L；所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、油酸二乙醇酰胺、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、油酰基多缩氨基酸钠、十二烷基氨基丙酸钠、月桂基硫酸钠、硬脂酸钾、十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基磺乙基甜菜碱、硬脂酸、油酸、油胺、十二烷基聚乙二醇醚(Brij35)、月桂酸失水山梨醇酯、聚乙烯吡咯烷酮和它们的衍生物及类似物中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述憎水性溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、环己酮、四氯化碳、氯仿、四氢化萘、N,N二甲基甲酰胺、二辛醚、二苄醚、乙二醇中的一种或二种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，还原剂的摩尔浓度为0.5～5000mmol/L；所述还原剂为硼烷-吗啉络合物、甲醛、甲酸、硼氢化锂、硼氢化钠、硼氢化钾、甲醇、乙醇、多元醇、水合肼、乙二酸、乙二醇、苹果酸、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、抗坏血酸、甲硼烷-叔丁胺络合物中的一种或二种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述载体为碳黑、活性碳、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、金属氧化物和非金属氧化物中的一种或二种的以上混合物。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述金属前驱体的摩尔浓度为0.1～500mmol/L；所述金属前驱体为铂化合物、钯化合物、银化合物、铱化合物、金化合物、铁化合物、钴化合物、镍化合物、铜化合物中的一种或二种以上混合物。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述铂化合物为氯铂酸、氯铂酸盐、乙酰丙酮铂、氯亚铂酸、氯亚铂酸盐；所述钯化合物为二氯化钯、乙酰丙酮钯、四氯钯酸盐、硫酸钯；所述银化合物为硝酸银、乙酰丙酮银；所述铱化合物为四氯化铱、氯铱酸、氯铱酸盐；所述金化合物为三氯化金、氯金酸、氯金酸盐；所述铁化合物为三氯化铁、二氯化亚铁、乙酰丙酮铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁；所述钴化合物为二氯化钴、三氯化钴、乙酰丙酮钴、硝酸钴、硫酸钴、醋酸钴；所述镍化合物为氯化镍、硫酸镍、乙酰丙酮镍、硝酸镍、醋酸镍；所述铜化合物为氯化铜、氯化亚铜、硫酸铜、乙酰丙酮铜、硫酸亚铜、硝酸铜、硝酸亚铜、醋酸铜。

8.一种权利要求1-7任意一项所述制备方法制备的担载型纳米电催化剂，其特征在于，所述担载型纳米电催化剂形貌呈近球形颗粒，所述球形颗粒粒径为1～5nm；所述金属的载量为0.5～75wt％。

9.一种权利要求8所述担载型纳米电催化剂在质子交换膜燃料电池中的应用。