[发明专利]一种以介孔钛铬氮为载体材料负载Pt纳米粒子的H2

权利要求书

1.一种以介孔钛铬氮为载体材料负载Pt纳米粒子的H₂S气体传感器的制备方法，其特征在于：所述气体传感器包括膜电极组件、工作电极电极片、对电极电极片、阴极密封气室组成；且所述膜电极组件中含有Pt/Ti_0.5Cr_0.5N粉末；

所述的制备方法包括以下步骤：

（1）介孔钛铬氮的制备

称取TiO₂、 Cr₂O₃、ZnO加入水中进行混合并搅拌得到浑浊液，将浑浊液抽滤后进行干燥处理并研磨得到混合粉末；将混合粉末依次加热至700-800°C和1000-1200°C，并分别反应8h和24h后得到熔融态前驱体；称量部分熔融态前驱体并置于反应器内密封后通入NH₃气体，升温至800-950℃并保持12h后冷却取出样品，研磨后得到介孔Ti_0.5Cr_0.5N；

（2）Pt纳米粒子负载的介孔钛铬氮催化剂的制备

将步骤（1）获得的介孔Ti_0.5Cr_0.5N分散于含有乙二醇的烧杯中，进行搅拌与超声处理后得到悬浊液，向悬浊液中添加H₂PtCl₆溶液并继续超声，将超声后的液体加热充分反应，过滤得到产物，将产物进行洗涤，得到Pt/Ti_0.5Cr_0.5N粉末；

（3）以介孔钛铬氮为载体材料负载Pt纳米粒子的H₂S气体传感器的制备

将步骤（2）制备获得的Pt/Ti_0.5Cr_0.5N粉末加入至溶液中，超声后得到催化剂油墨，之后将催化剂油墨涂布至碳纸表面，将两张碳纸与全氟磺酸质子交换膜复合，用两张PTFE膜作为保护层进行热压后得到膜电极组件，并与工作电极电极片、对电极电极片粘结形成一个小型燃料电池，用装有阴极密封气室密封电池的阴极，最终得到一种以介孔Ti_0.5Cr_0.5N为载体材料负载Pt纳米粒子的H₂S气体传感器；

所述步骤（3）的溶液为Nafion和醇水溶液。

2.根据权利要求1所述的以介孔钛铬氮为载体材料负载Pt纳米粒子的H₂S气体传感器的制备方法，其特征在于：所述Pt/Ti_0.5Cr_0.5N粉末中，Ti_0.5Cr_0.5N粉末的直径为10-30 nm，Pt粉末的直径为1-3 nm。

3.根据权利要求1所述的以介孔钛铬氮为载体材料负载Pt纳米粒子的H₂S气体传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，以质量配比计，TiO₂、 Cr₂O₃、ZnO的配比为（3-5）：（3-15）：（10-15）。

4.根据权利要求1所述的以介孔钛铬氮为载体材料负载Pt纳米粒子的H₂S气体传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，NH₃气体通入的流速为150cm³/min。

5.根据权利要求1所述的以介孔钛铬氮为载体材料负载Pt纳米粒子的H₂S气体传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，超声后的聚四氟乙烯衬里管加热充分反应的条件是：在140℃温度下反应3h。

6.根据权利要求1所述的以介孔钛铬氮为载体材料负载Pt纳米粒子的H₂S气体传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，溶液为质量比为1:(35-45)的Nafion和醇水溶液，其中醇水溶液为异丙醇和去离子水的混合溶液。