[发明专利]Pt基多组元过渡金属合金纳米电催化剂及制备和应用

权利要求书

1.Pt基多组元过渡金属合金纳米电催化剂的制备方法，具体步骤如下：

1)将导电碳载体分散在多元醇溶液中，调节溶液的pH值为11-14；

2）将铂前体和过渡金属前体溶解在上述步骤同一多元醇溶液中，调节溶液的pH值为11-14；

3）将铂前体和过渡金属前体的多元醇溶液与导电碳多元醇溶液均匀混合；

4）升温至120-160^oC反应4-10小时；

5）降至20-50^oC，过滤，70-90^oC热水洗涤后烘干，研磨后得粉末状催化剂前体；

6）将上述粉末状催化剂前体在还原性气氛中升温活化，得PtM/C合金催化剂，M代表过渡金属；

所述过渡金属前体为氯化镍、硝酸镍、醋酸镍、乙酰丙酮镍、氯化钴、硝酸钴、醋酸钴、乙酰丙酮钴、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁、醋酸铁、乙酰丙酮铁、氯化锰、硝酸锰、硝酸铬、硝酸铜、醋酸铜中的一种或几种的混合；步骤3）混合后以过渡金属计，过渡金属前体在多元醇中的质量浓度为0.05-0.5g/L；

步骤6）中所述还原性气氛中升温活化的活化温度区间为300-900^oC，还原性气氛为氢气，或氢气与氮气、氩气、氦气中一种或二种以上的混合气，氢气体积浓度为5-100%。

2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述多元醇包括乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、异戊二醇中的一种或多种的混合物。

3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳载体包括碳黑、碳纳米管、碳纤维，石墨烯、还原的氧化石墨烯、中孔碳中的一种或多种的混合物，载体的比表面积为200～2500 m²/g；步骤3）混合后碳载体在多元醇中的质量浓度为0.5-5 g/L。

4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铂前体为氯铂酸、氯铂酸钾或氯铂酸钠、乙酰丙酮铂、二氨基二硝基铂中的一种或多种；步骤3）混合后以纯Pt计，铂前体在多元醇中的质量浓度为0.5-4.5 g/L。

5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

调节pH值所采用碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3）混合后导电碳载体、过渡金属前体和铂前体的浓度之和为5-10 g/L，其中，过渡金属前体以过渡金属计，铂前体以纯Pt计。

7.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所制备催化剂中PtM金属与碳的质量比范围为2:8-9:1，Pt与M摩尔比为4：1至1：1，所制备PtM合金催化剂的晶格常数为3.70-3.90埃，PtM合金金属颗粒的平均粒径为2-5纳米。

8.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所制备催化剂中PtM金属与碳的质量比范围为4:6-6:4。

9.一种权利要求1-8任一所述制备方法制备获得的催化剂。

10.一种权利要求9所述催化剂在燃料电池中的应用。