[发明专利]多孔碳载铂材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及含铂催化剂材料的合成领域，公开了一种多孔碳载铂材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括：将锌源和第一溶剂混合，得到混合液A；将2‑甲基咪唑和第二溶剂混合，得到混合液B；将混合液A和混合液B混合、静置后得到产物A1；将产物A1经煅烧后，得到产物B1；将产物B1分散在水中，加入氯铂酸水溶液和抗坏血酸水溶液，水浴反应后得到多孔碳载铂材料。制得的多孔碳载铂材料具备优秀的氧还原反应催化性能，铂负载量低，且性能稳定。

技术领域

本发明涉及含铂催化剂材料的合成领域，具体地，涉及一种多孔碳载铂材料及其制备方法和应用。

背景技术

燃料电池被认为是一种非常有前途的能源方案因为它高效，零排放，运行过程安静，原料可再生。其中，质子交换膜燃料电池因其具有工作温度低，快速相应，发电单元模块化，可靠性高，受到广泛关注。然而，质子交换膜燃料电池阴极氧气还原反应速率迟缓，是制约其发展的主要原因。铂是目前表现最好的单金属ORR电催化剂，但它的价格昂贵且储量稀少，使得燃料电池的成本较高，难以大量生产。

因此，提供一种同时具备优良的导电性和化学稳定性、且具有较低的铂负载量的多孔碳载铂材料是本发明亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔碳载铂材料及其制备方法和应用，制得的多孔碳载铂材料具备优秀的氧还原反应催化性能，铂负载量低，且性能稳定。

为了实现上述目的，本发明提供一种多孔碳载铂材料的制备方法，所述制备方法包括：

(1)将锌源和第一溶剂混合，得到混合液A；

(2)将2-甲基咪唑和第二溶剂混合，得到混合液B；

(3)将混合液A和混合液B混合、静置后得到产物A1；

(4)将产物A1经煅烧后，得到产物B1；

(5)将产物B1分散在水中，加入氯铂酸水溶液和抗坏血酸水溶液，水浴反应后得到多孔碳载铂材料。

本发明还提供了一种多孔碳载铂材料，所述多孔碳载铂材料由上述的制备方法制得。

本发明还提供了一种如上述的多孔碳载铂材料在燃料电池中的应用。

通过上述技术方案，本发明提供了一种多孔碳载铂材料及其制备方法和应用，制备得到的多孔碳载铂材料在0.1mol/L的氢氧化钾水溶液中，氧还原反应的半波电位为0.88mV(vs.RHE)，优于商业铂碳(Pt 20wt.％)，并且稳定性也优于铂碳，而铂负载量低于20％。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为产物B1的扫描电子显微镜(SEM)图；

图2为产物B1的透射电子显微镜(TEM)图；

图3为产物B1的孔径分布图；

图4为产物C1的透射电子显微镜(TEM)图；

图5为产物C1的X射线衍射(XRD)图；

图6为产物C1的X射线能谱(EDS)图并包含元素分析表；

图7为产物C1和铂碳的氧还原反应(ORR)性能图；

图8为产物C1和铂碳的稳定性能图。

具体实施方式