[发明专利]一种复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括多壁碳纳米管、金属元素和有缺陷的氧化物；

所述金属元素和有缺陷的氧化物负载在所述多壁碳纳米管的外壁；

所述金属元素包括铂；

所述有缺陷的氧化物选自二氧化锆、二氧化钛、二氧化硅中的至少一种；

所述的复合材料的制备方法包括：

(1)获得功能化的多壁碳纳米管；所述功能化的多壁碳纳米管为葡萄糖功能化的多壁碳纳米管；

(2)将含有所述功能化的多壁碳纳米管和金属铂源的混合物I，加热，得到中间产物I；

(3)将含有所述中间产物I、有缺陷的氧化物源和碱源的混合物II，沉淀反应I，得到中间产物II；

(4)将所述中间产物II在含氢气氛中煅烧，即可得到所述复合材料。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述金属元素还包括金属A；

所述金属A选自Rh、Ru、Ir、Cu、Ni、Co、Au、Sn中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述有缺陷的氧化物在复合材料中的存在形式为纳米颗粒或纳米簇；

所述有缺陷的氧化物的粒径为1.0～10.0nm。

4.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述金属元素在复合材料中的存在形式为纳米颗粒；

所述金属元素的粒径为1.0～10.0nm。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述金属铂源选自H₂PtCl₆·6H₂O、Pt(NO₃)₂、K₂PtCl₆中的至少一种；

所述有缺陷的氧化物源选自硫酸氧钛、氧氯化锆、正硅酸四乙酯中的至少一种；

所述碱源选自氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述金属铂源和有缺陷的氧化物源的摩尔比为1：1.5～4.5；

所述金属铂源的摩尔数以金属铂的摩尔数计；所述有缺陷的氧化物源的摩尔数以锆、钛或硅的摩尔数计。

7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述负载的条件为：温度为130-196℃；

在所述步骤(4)中，所述煅烧的条件为：温度为800-1100℃；时间为1-3h。

8.根据权利要求1所述的复合材料，在所述混合物II中，还包括金属A源；所述金属A源选自金属A盐、金属A的有机化合物中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的复合材料，所述金属A源和所述金属铂源的摩尔比为1～3：1；

其中，所述金属铂源的摩尔数以金属铂的摩尔数计，所述金属A源的摩尔数以金属A的摩尔数计。

10.根据权利要求1所述的复合材料，所述功能化的多壁碳纳米管的获得至少包括以下步骤：

将含有多壁碳纳米管和葡萄糖的混合物，反应II，即可得到所述功能化的多壁碳纳米管。

11.根据权利要求1所述的复合材料，所述反应II的条件为：反应温度为180-200度；反应时间为6-10小时。

12.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括权利要求1至11任一项所述的复合材料。

13.权利要求12所述的催化剂在燃料电池中的应用。