[发明专利]一种基于表面功能增强的高性能氧还原催化剂及其制法

权利要求书

1.一种基于表面功能增强的高性能氧还原催化剂，其特征在于：所述催化剂为具有核壳结构的HCM/Pt/C催化剂，其中C在最底层为Pt催化剂的载体，HCM为杂原子掺杂的多孔碳材料，包覆在催化剂活性中心Pt的表面。

2.一种基于表面功能增强的高性能氧还原催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将纳米碳颗粒和溶剂混合搅拌后，过滤烘干，之后用酸溶液处理，再过滤洗涤至中性，烘干、研磨得到预处理后的碳载体；

步骤2：将预处理后的碳载体加入铂金属盐的水溶液中混合，混合物超声分散再机械搅拌得到混合浆料；将混合浆料干燥，所得固体粉末置于管式炉中，在还原性气氛下加热得到担载铂的催化剂中间体；

步骤3：将担载铂的催化剂中间体分散在溶剂中，加入含杂原子有机物和金属盐搅拌；将混合物烘干，所得固体粉末置于管式炉中，在气体保护条件下加热得到具有核壳结构的HCM/Pt/C催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的纳米碳颗粒为XC-72、XC-72R、Black Pearls 2000、乙炔黑、Ketjen Black系列导电碳黑中的一种或两种以上混合物。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、正己烷、环己烷、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或两种以上种混合物；酸溶液为硫酸、硝酸、醋酸中的一种或两种以上混合物。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的铂金属盐为氯铂酸、乙酰丙酮铂、氯铂酸铵或氯铂酸盐中的一种或两种以上混合物。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中在管式炉中加热温度为200～600℃，加热时间为0.5～6h，还原性气氛为高纯氢气、氮气和氢气的混合气、氩气和氢气的混合气或者上述两种混合气的混合。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的含杂原子有机物为盐酸多巴胺、苯胺、尿素、硫脲、乙二胺、氰胺、双氰胺、三聚氰胺、三聚氰氯、二茂铁、邻菲罗啉铁、钴酞菁中的一种或两种以上混合物。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的金属盐为乙酸镍、乙酸钴、乙酸铁、氯化镍、氯化钴、氯化铁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铁、硫酸镍、硫酸钴、硫酸铁中的一种或两种以上混合物。

9.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中在管式炉中加热温度为400～1000℃，加热时间为0.5～24h，惰性气体为高纯氮气、高纯氩气或者上述两种混合气的混合。