[发明专利]一种氧电极双功能催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：首先以碳载体为还原剂，与铱盐在高温中还原反应得到单质铱，即在碳载体表面负载单质铱，形成Ir/C；之后以Ir/C为载体，以乙二醇为还原剂，将Ir/C与铂盐、钴盐和钨盐混合，在油浴中恒温反应实现铂、钴、钨在Ir/C上的沉淀，获得催化剂PtCoW-Ir/C。

2.根据权利要求1所述的氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述碳载体为石墨烯、碳黑、碳纳米管、石墨化碳或多孔碳；所述铱盐为四氯化铱。

3.根据权利要求1所述的氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述铂盐为氯铂酸，钴盐为氯化钴，钨盐为羰基钨。

4.根据权利要求1～3之一所述的氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：形成Ir/C的具体方法如下：

(1)、将碳载体超声分散在乙醇和水的混合溶液中，加入铱盐，继续超声0.5～1.5h，之后加入多巴胺，然后再磁力搅拌8～12小时后烘干；

(2)、将步骤(1)烘干后的物品放入耐高温容器中，以5～10℃/min的升温速率升至700～900℃，保温1～3h，冷却后得到Ir/C。

5.根据权利要求4所述的氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中乙醇和水的体积比为1：1～3；每50mg碳载体中加入多巴胺5～20mg。

6.根据权利要求4所述的氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中加入的铱盐与碳载体的质量比为0.8～1.5:1；碳载体与混合溶液的比例关系为每50～100mL混合溶液中加入50mg碳载体。

7.根据权利要求1～3之一所述的氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：以Ir/C为载体，与铂盐、钴盐和钨盐反应，获得催化剂PtCoW-Ir/C的具体方法如下：

(1)、将Ir/C超声分散在乙二醇溶液中，在磁力搅拌下加入铂盐、钴盐、钨盐，然后加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH值至8～10，得到悬浊液；

(2)、将步骤(3)得到的悬浊液置于水热釜中，放入烧瓶中，在100～150℃油浴中保温1～3小时，得到黑色浆液；

(3)、将步骤(3)得到的黑色浆液洗涤干燥后得到氧电极双功能催化剂PtCoW-Ir/C。

8.根据权利要求7所述的氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中加入的乙二醇与Ir/C中碳载体的比例关系为：每加入50mg碳载体，加入乙二醇30～60mL。

9.根据权利要求7所述的氧电极双功能催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中加入的铂盐、钴盐、钨盐与Ir/C中碳载体的比例关系分别为：每加入50mg碳载体时，铂盐、钴盐、钨盐分别为0.05～0.10mmol，0.01～0.10mmol，0.001～0.010mmol。

10.一种氧电极双功能催化剂，其特征在于：采用权利要求1-9之一所述的制备方法制备得到。

11.一种氧电极双功能催化剂，其特征在于：所述氧电极双功能催化剂为固体粉末，由合金纳米金属粒子均匀负载在碳载体表面形成，合金纳米粒子包括PtCoW和Ir两相结构。

12.根据权利要求11所述的氧电极双功能催化剂，其特征在于：所述合金纳米粒子中Pt、Co、W和Ir与碳载体的质量比分别为1～50:1～10:0.05～0.5:5～40:10～30。

13.权利要求10～12之一所述的氧电极双功能催化剂在一体式燃料电池中的应用，所述一体式燃料电池包括可充电式的酸性燃料电池，碱性燃料电池或金属空气电池。