[发明专利]一种高温质子膜催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高温质子膜催化剂，其特征在于包括高温质子膜载体以及负载于高温质子膜载体上的金属M，所述高温质子膜载体为ABOx复合金属氧化物，A表示三价金属，B表示四价金属，所述金属A和金属B的摩尔比为1：0.5~5；所述金属M表示Ru、Fe或Ni，金属M在高温质子膜载体上的负载量为0.5~10wt.%；所述三价金属为La、Sm、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb或Lu，四价金属为Ce、Ge、Sn、Tb或Dy。

2.如权利要求1所述的一种高温质子膜催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将A、B两种金属的前驱体研磨混合均匀，研磨得到的粉体在惰性气体的保护下于500~1000℃温度煅烧12~16小时，随后自然冷却至室温，煅烧后的产物再次球磨均匀后，震荡过筛，所得粉末静压成型后在惰性气体的保护下于1200~1500℃温度再次煅烧10~15小时，形成片块状的固溶体，即制得所述高温质子膜载体；

2）将金属M的前驱体溶于水中，配制得到浸渍液；将浸渍液均匀的滴涂在步骤1）所得高温质子膜载体的一侧壁面上，使其达到吸水性饱和，在常温浸渍10-20h后，烘干；重复上述浸渍步骤，直至浸渍液完全浸渍到陶瓷膜的一侧壁面上并烘干后，再在空气气氛下且500~600℃温度焙烧2-5h，然后在250~350℃温度下经H₂还原使金属M处于金属态，得到M/ABO_X复合材料，即为所述的高温质子膜催化剂。

3.如权利要求2所述的一种高温质子膜催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中，金属A的前驱体为金属A的碳酸盐、硝酸盐或氧化物，金属B的前驱体为金属B的碳酸盐、硝酸盐或氧化物。

4.如权利要求2所述的一种高温质子膜催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中，金属M前驱体为铁前驱体、钌前驱体或镍前驱体，所述铁前驱体为氯化铁或硝酸铁，钌前驱体为氯化钌、羰基钌或乙酰丙酮钌，镍前驱体为氯化镍或硝酸镍。

5.如权利要求2所述的一种高温质子膜催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中，所述惰性气体为氮气、氩气中的一种或两种混合气。

6.如权利要求2所述的一种高温质子膜催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中，金属M前驱体的水溶液中还添加有碱金属化合物，所述碱金属化合物为KOH、KNO₃或CsNO₃；碱金属化合物与金属M前驱体的摩尔比为0.5-5 : 1。