[发明专利]一种从铂碳催化剂中回收金属铂的方法

说明书

本发明提供了一种从铂碳催化剂中回收金属铂的方法，特别适用于燃料电池实验室或工厂对燃料电池中失活的废铂碳催化剂进行小规模的回收，其工艺简单，成本低廉，回收效率高，对环境友好。

技术领域

本发明属于贵金属回收技术领域，特别涉及一种从铂碳催化剂中回收金属铂的方法。

背景技术

铂碳催化剂是将铂负载到活性炭上的一种载体催化剂，主要用于燃料电池的氢气氧化、甲醇氧化、甲酸氧化以及氧气的还原等化学反应，属于十分常见的贵金属催化剂。

传统的铂碳催化剂的铂担载量低于5％，但随着贵金属催化剂技术的发展，现在有的铂碳催化剂的铂担载量已经可以高达20％以上。除了提高铂碳催化剂的铂担载量，为了进一步提高其催化效率，往往需要将铂制成窄粒径分布的纳米颗粒，以增大其表面积和活性位点。然而，随着铂纳米颗粒表面积的增大，其表面能也大大增加，因此很容易因团聚而造成失活。为了解决铂纳米颗粒易团聚的问题，一般会将碳载体设计成贯通且有序的多孔结构，将铂纳米颗粒限制在各个孔中，以防止其团聚。但是，这种结构也为回收失活的废铂碳催化剂中的铂带来了麻烦。如果直接采用王水溶解铂碳催化剂中的铂纳米颗粒往往效果不好，因为碳载体会抑制铂进入溶液，且王水无法渗透到碳载体的所有孔洞中将所有的铂纳米颗粒溶解，从而造成回收率较低。如果采用传统的焙烧、硝化、溶解、还原、精炼工艺进行回收，焙烧和硝化工艺所需时间长、能耗高，且需要配置符合环保要求的焙烧装置和废气治理装置，又增加了设备成本。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种从铂碳催化剂中回收金属铂的方法，特别适用于燃料电池实验室或工厂对燃料电池中失活的废铂碳催化剂进行小规模的回收，其工艺简单，成本低廉，回收效率高，对环境友好。

为了达到上述目的，本发明提供了一种从铂碳催化剂中回收金属铂的方法，包括以下步骤：

(1)将铂碳催化剂烘干并研磨，使用压片机将研磨后的铂碳催化剂压制成铂碳催化剂圆片；

(2)将所述铂碳催化剂圆片作为负极材料或正极材料制作成锂离子电池，并对所述锂离子电池进行充放电循环；

(3)将充放电循环后的所述锂离子电池拆解，取出作为负极材料或正极材料的铂碳催化剂并将其进行二次研磨；

(4)将王水加入到二次研磨后的铂碳催化剂中，充分搅拌并过滤；滤渣继续加入王水，充分搅拌并过滤，如此反复地过滤多次，将多次过滤的滤液合并，即为含铂溶液；

(5)将所述含铂溶液进行还原，得到金属铂。

进一步地，步骤(1)中的烘干采用烘箱，烘干温度为50～150℃，烘干时间为1～5小时。

进一步地，步骤(1)中的研磨采用球磨机，研磨后的铂碳催化剂的平均粒径(D50)小于10微米。

进一步地，步骤(1)中的压片机压制铂碳催化剂圆片的压力为20～50MPa，施压时间为0.5～5分钟，铂碳催化剂圆片的厚度为0.5～5毫米。对于本发明而言，上述压力和厚度都是至关重要的，是发明人经过多次尝试后取得的结果。如果压片机压力太小，则铂碳催化剂圆片成型困难，且制成的电极内阻过大；如果压力太大，则不利于电解液的渗透。同样地，如果铂碳催化剂圆片的厚度太小，则每次的处理量太少，处理效率低；如果厚度太大，则造成电极内阻过大。

进一步地，步骤(2)中制成的锂离子电池可以为全电池结构，也可以为半电池结构。