[发明专利]一种固体高分子型燃料电池用催化剂及其制造方法

权利要求书

1.一种固体高分子型燃料电池用催化剂的制备方法，其特征在于：步骤为：

（1）金属团簇的生成：将金属盐分散于稳定剂中，加入还原剂反应至生成稳定的金属团簇，得到前体溶液，其中金属盐主要为水溶性含铂物质，还包括钌盐、金盐、钴盐、镍盐、锰盐、铜盐、银盐中的一种或多种；

（2）金属团簇的聚合：将载体于步骤（1）的前体溶液中浸渍一段时间，使得金属团簇在载体表面聚合，得到湿粉体分散液；

（3）金属纳米晶的担载：将步骤（2）中的湿粉体分散液在50~180℃下反应0.1~10 h，使得金属团聚定型生长为金属纳米晶，并担载在碳载体上，经洗涤、干燥后得到催化剂，其中，所述催化剂的含水量为1~10 wt%，催化剂包括高比表面的载体和负载在载体上的金属纳米晶，所述金属纳米晶为含铂金属纳米颗粒，所述载体的表面含氧官能团量为3~10 wt%，所述含氧官能团包括羟基、羧基、羰基、硝基中的一种或多种；所述含铂金属纳米颗粒包括主催化金属铂和助催化金属，所述助催化金属包括钌、金、钴、镍、锰、铜、银中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种固体高分子型燃料电池用催化剂的制备方法，其特征在于：所述载体为碳载体，所述碳载体为还原氧化石墨烯、短碳纳米管、炉黑或科琴黑，所述碳载体的比表面为200~1000 m²/g。

3.根据权利要求1所述的一种固体高分子型燃料电池用催化剂的制备方法，其特征在于：所述含铂金属纳米颗粒的粒径为2~8 nm。

4.根据权利要求3所述的一种固体高分子型燃料电池用催化剂的制备方法，其特征在于：主催化金属铂和助催化金属的摩尔比为（1~3）：1。

5.根据权利要求1所述的一种固体高分子型燃料电池用催化剂的制备方法，其特征在于：所述含铂金属纳米颗粒占催化剂总质量的10~70 wt%。

6.根据权利要求1所述的一种固体高分子型燃料电池用催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）在常温常压下的反应时间为0.5~10 h；步骤（2）浸渍时间为1-25 h。

7.根据权利要求6所述的一种固体高分子型燃料电池用催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述水溶性含铂物质为氯铂酸、氯铂酸钠或硝酸铂；所述稳定剂包括乙醇、乙二醇、丙三醇、异丙醇、乙二胺、水中的一种或多种；所述还原剂包括乙二胺四乙酸、柠檬酸钠、硼氢化钠、抗坏血酸、甲酸、鼓泡氢气中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的一种固体高分子型燃料电池用催化剂的制备方法，其特征在于：各原料及其质量份数为：

金属盐 1份；

稳定剂 0.5~1.5份；

还原剂 0.3~0.8份；

载体 0.1~1.2份。