[发明专利]燃料电池用高性能碳载型PtPb纳米片催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用碳载型PtPb纳米片催化剂，其特征在于：所述纳米片催化剂具有六角片状形貌，在制备过程中加入的含PtPb原料中，Pt的摩尔百分比为5%~70%，其余为Pb；并使用水溶性醇类作为溶剂和还原剂，所述水溶性醇类选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇；

制备过程中，采用乙酰丙酮铂或氯铂酸作为反应前驱体，采用乙酰丙酮铅作为形状导向剂。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用碳载型PtPb纳米片催化剂，其特征在于：所述纳米片催化剂的平面尺寸为10nm~50nm，厚度为5±1 nm。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用碳载型PtPb纳米片催化剂，其特征在于：制备过程中，聚乙烯吡咯烷酮或十六烷基三甲基溴化铵作为分散剂，XC-72、科琴黑、石墨烯或者有序介孔碳作为碳载体。

4.根据权利要求1所述的燃料电池用碳载型PtPb纳米片催化剂，其特征在于：在制备过程中，在反应溶液中直接加入碳载体，实现催化剂的碳承载，所述碳载体包括XC-72、科琴黑、石墨烯或有序介孔碳。

5.根据权利要求1所述的燃料电池用碳载型PtPb纳米片催化剂，其特征在于：所述催化剂应用于燃料电池中的氧还原反应催化、甲醇氧化反应催化、甲酸氧化反应催化。

6.一种如权利要求1所述的燃料电池用碳载型PtPb纳米片催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

（1）称取一定量的乙酰丙酮铂或氯铂酸、乙酰丙酮铅、聚乙烯吡咯烷酮或十六烷基三甲基溴化铵、碳载体放入25ml的聚四氟乙烯容器内，同时加入10ml水溶性醇类作为溶剂和还原剂，超声波分散1-2小时，得到分散均匀的反应溶液；在加入的含PtPb原料中，Pt的摩尔百分比为5%~70%，其余为Pb；所述水溶性醇类选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇；

（2）将步骤（1）得到的分散均匀的反应溶液放入反应釜中，将反应釜放入加热炉中，控制温度为160℃~200℃，反应时间为4~8小时，得到碳载型PtPb纳米片悬浮溶液；

（3）将步骤（2）得到的悬浮溶液冷却至室温，离心后再用乙醇洗涤数次后，空气中干燥，得到碳载型PtPb纳米片催化剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，在加入的含PtPb原料中，乙酰丙酮铂或氯铂酸的摩尔百分比为5%~70%，其余为乙酰丙酮铅，总量不超过50mg，聚乙烯吡咯烷酮或十六烷基三甲基溴化铵为5±1mg。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：得到的PtPb纳米片的尺寸为10nm~50nm，厚度为5±1 nm，具有六角片状形貌。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述碳载体包括XC-72、科琴黑、石墨烯或有序介孔碳。