[发明专利]具有高HOR催化活性的Pt合金及其制备方法和应用

权利要求书

1.Pt合金在制备燃料电池MEA阳极用催化剂中的应用，其特征在于，所述Pt合金的负载量为0.01～0.05 mg/cm²，所述Pt合金的比表面积不低于30 m²/g，粒径为3～9nm，所述Pt合金选自：

Pt-Ir合金，其中，Ir的摩尔百分数为45%～55%，余量为Pt；或

Pt-Au合金，其中，Au的摩尔百分数为11～13%，余量为Pt；或

Pt-Ag合金，其中，Ag的摩尔百分数为8～12%，余量为Pt。

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于：

所述Pt-Ir合金中Ir的摩尔百分数为48～55%。

3.根据权利要求2所述应用，其特征在于：

所述Pt-Ir合金中Ir的摩尔百分数为50～55%。

4.根据权利要求3所述应用，其特征在于：

所述Pt-Ir合金中Ir的摩尔百分数为52～55%。

5.根据权利要求1所述应用，其特征在于：所述Pt合金的制备方法包括：

将水溶性Pt盐、另一种水溶性合金元素盐溶解在极性溶剂中；

加入还原剂，反应得到Pt合金。

6.根据权利要求5所述应用，其特征在于：

所述Pt合金为Pt-Ir合金，其制备方法包括：

S1)将Pt盐和Ir盐溶解在1,2-丙二醇中，于压力容器中，130～180℃充分进行溶剂热反应；

S2)溶剂热反应完成后，冷却，加入辛烷硫醇的非极性溶液，充分混合；

S3)加入水，混匀后分液，收集非极性溶剂相，去除非极性溶剂，得到Pt-Ir合金；

所述Pt合金为Pt-Au合金，其制备方法包括：

S1)将Pt盐溶液和Au盐溶液滴加至柠檬酸溶液中，充分混匀；

S2)加入NaBH₄溶液，充分混匀；

S3)加入2-丙醇，充分混匀反应活动；

S4)反应结束后收集固相产物，洗涤、干燥得到Pt-Au合金；

所述Pt合金为Pt-Ag合金，其制备方法包括：

S1)将Pt盐溶液、Ag盐溶液、聚（N-异丙基丙烯酰胺）水溶液和水混匀；

S2)加入甲醛溶液，分散均匀后转入水热反应釜中，120～160℃反应；

S3)反应完成后收集固相产物，洗涤、干燥得到Pt-Ag合金。

7.根据权利要求6所述应用，其特征在于：所述Pt盐选自H₂PtCl₆、Ir盐选自IrCl₃、Au盐选自HAuCl₄、Ag盐选自AgNO₃。

8.根据权利要求7所述应用，其特征在于：

所述Pt-Ir合金的制备方法包括：

S1)0.27 mmol IrCl₃和0.25 mmol PtCl₂溶解在100 mL 1,2-丙二醇中，然后在165 ℃反应15 min，并剧烈搅拌至溶液变成深棕色，得到胶体溶液；

S2)胶体溶液冷却室温后，加入20 mL甲苯和0.3 g辛烷硫醇的混合溶液，搅拌过夜；

S3)加入20 mL去离子水，分液收集甲苯相，减压蒸馏得到产物；

所述Pt-Au合金的制备方法包括：

S1)1.5 mL 0.1 mM柠檬酸钠溶液溶解到400 mL水中，剧烈搅拌10 min，同时滴加1 mL9.1 mg Pt/ mL H₂PtCl₆和0.25 mL4.46 mg Au/ mL HAuCl₄溶液，剧烈搅拌10min；

S2)一次性加入新鲜的NaBH₄溶液，剧烈搅拌5 min，所述NaBH₄溶液由22.5 mg NaBH₄溶解在3.5 mL水和1.5 mL 0.1 M柠檬酸钠的溶液中形成；

S3)加入10 mL 2-丙醇，接着搅拌4 h；

S4)产物离心收集，并用去离子水洗涤至无氯离子、干燥得到Pt-Au合金；

所述Pt-Ag合金的制备方法包括：

S1)0.21 mL50 mM AgNO₃水溶液、1.25 mL50 mM H₂PtCl₆溶液、5.0 mL50 mM Mw.=2500的聚（N-异丙基丙烯酰胺）溶液与35 mL混匀；

S2)滴加2.5 mL40 wt.%甲醛溶液，超声5 min，将溶液转移到100 mL水热反应釜中，密封后，140℃保温6小时；

S3)反应结束后冷却到室温，产物离心收集，并用去离子水和丙酮洗涤3次，干燥得到Pt-Ag合金。