[发明专利]一种负载型铂基核壳催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤

(1)碳材料预处理：用酸性水溶液分散碳载体，并回流3～15h，反应温度90～170℃，然后抽滤洗涤，冷冻干燥，再在120℃以上烘干，研磨成粉备用；

(2)碳载铂钴混合物的制备：

a.将钴的化合物前体溶解于醇水混合溶液中得到钴前体溶液，加入处理过的碳载体，制备得到均匀浆液混合物，调高浆液pH值至碱性，回流处理2～20h，处理温度为40～100℃，得到钴碳混合物的浆液；

b.调节铂前体水溶液pH值至碱性，与回流处理后的钴碳混合物浆液混合均匀，并再次调混合物浆料的pH值至碱性，然后转移至高压釜中进行水热反应1～20h，反应温度为100～200℃；反应完毕，固液分离，并洗涤至滤液呈中性，冷冻干燥得到碳载铂钴混合物；

(3)碳载铂钴混合物的还原处理：在还原性气体中热处理所制备的碳载铂钴混合物，制得碳载铂钴合金纳米颗粒；

(4)将还原处理过的碳载铂钴混合物置于酸性水溶液中浸泡1～40h，然后固液分离，洗涤后冷冻干燥，收集碳载铂钴纳米核壳催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的钴碳混合物在回流处理后直接进行水热合成反应，得到碳载钴的氧化物，然后加入铂前体溶液和还原剂溶液，再进行一次回流处理。

3.根据权利要求2所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中水热合成反应后得到的碳载钴的氧化物从液体中先分离出来，经洗涤干燥研磨后得到碳载氧化钴混合物，作为载体再负载铂前体到表面上。

4.根据权利要求1所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中铂钴前体溶液预先混合，然后与碳载体混合，再经回流处理与水热合成处理后固液分离，得到碳载铂钴混合物。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的碳载体为碳黑、石墨碳、碳纳米管、石墨烯、乙炔黑中的任一种或其任意比例的混合物。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中处理碳载体的酸溶液由水和无机酸配置而成或由多种酸溶液混合配置而成。

7.根据权利要求6所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述酸溶液为强性无机酸，为硝酸、硫酸、盐酸、高氯酸、磷酸中的任一种或其任意比例的混合酸，酸浓度为0.5～8mol/L。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中钴的化合物前体为乙酸钴、氯化钴、硝酸钴或钴的其他化合物或多种钴盐的混合物。

9.根据权利要求1-4任一项所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中用以配制钴前体溶液的醇水混合溶液中的醇包括乙醇、甲醇、丙醇中的一种或多种，配制的醇水混合溶液中水的体积含量为7.41～20％。

10.根据权利要求1-4任一项所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：制备碳载钴材料时投料中的碳与钴的质量比为4：1～9：1。

11.根据权利要求1-4任一项所述的一种负载型铂基核壳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中调高碳载体和钴前体混合物浆液的pH值时所用的碱性材料为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾水溶液或者其混合溶液，调节后碳钴混合物浆液的pH值为7.5～13。