[发明专利]一种氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

将铂金属盐、M金属盐、含氮配体分散于溶剂中，超声得到均一溶液；将此均一溶液置于水浴中，20～90℃条件下，搅拌；然后，加入分散在溶剂中的碳载体，超声后在20～120℃条件下，搅拌蒸干溶剂，得到黑色混合物；烘干、研磨后，在惰性气氛中、200～1100℃条件下碳化0.1～3h；将惰性气体换成还原性气体，刻蚀附着在金属颗粒表面的沉淀物，得到氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂；

所述铂金属盐为氯铂酸、氯亚铂酸、氯铂酸钾、氯亚铂酸钾、氯铂酸钠、氯亚铂酸钠、氯铂酸铵、氯亚铂酸铵、乙酰丙酮铂的一种或多种混合物；

所述M金属盐为乙酰丙酮钌、三氯化钌、氯钌酸、氯钌酸钾、氯钌酸钠、氯钌酸铵、氯亚钌酸铵、乙酰丙酮铑、三氯化铑、氯铑酸、氯铑酸钾、氯铑酸钠、氯铑酸铵、乙酰丙酮钯、二氯化钯、氯钯酸钾、氯钯酸钠、氯钯酸铵、氯亚钯酸钾、氯亚钯酸钠、氯亚钯酸铵、氯亚钯酸、乙酰丙酮铱、三氯化铱、四氯化铱、氯铱酸、氯铱酸钠、氯铱酸钾、氯铱酸铵、乙酰丙酮金、三氯化金、氯金酸、氯金酸钠、氯金酸钾、氯金酸铵、乙酰丙酮铁、醋酸铁、硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、乙酰丙酮钴、醋酸钴、硫酸钴、氯化钴、硝酸钴、乙酰丙酮镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、乙酰丙酮铜、醋酸铜、硫酸铜、氯化铜、硝酸铜中的一种或多种混合物；

所述含氮配体为双氰胺、4，4’-联吡啶、2，2’-联吡啶、邻菲罗啉、三聚氰胺、苯二胺、4，4’-二氨基三联苯中的一种或两种以上的混合物；

所述溶剂为乙醇、乙二醇、丙醇、乙酸乙酯中的一种或多种混合物；

所述铂金属盐在溶剂中的浓度为1～50mmol l^-1；

所述M金属盐在溶剂中的浓度为5～100mmol l^-1；

所述铂金属盐与M金属盐的摩尔比为0.01～1；

所述含氮配体在溶剂中的浓度为5～60mg ml^-1；

所述碳载体在溶剂中的浓度为1～20mg ml^-1。

2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的碳载体为炭黑、活性炭、石墨烯、碳纤维、碳纳米管中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的惰性气氛为氦气、氩气、氮气中的一种或多种混合气体。

4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的还原性气氛为氢气、氨气中的一种或多种混合气体。

5.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述超声的时间为0.1～1h。

6.一种由权利要求1～5任一制备方法制备得到的氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂。

7.权利要求6所述的氮掺杂碳担载粒径均一的低铂金属球形纳米颗粒电催化剂应用于氢氧根交换膜燃料电池阳极的氢氧化反应。