[发明专利]一种晶面调制的低铂合金催化剂及其制备方法和在燃料电池中的应用

权利要求书

1.一种晶面调制的低铂合金复合催化剂的制备方法，其特征在于，使用六羰基钨或六羰基钼作为晶面择优取向的调控剂和稳定剂，在封闭反应釜中采用临界醇热的方法，在气液共存的条件下，实现具有显著（111）晶面择优取向的低铂合金复合催化剂的制备，所述的制备方法包括如下步骤：

（1）将乙二醇和去离子水混合得到混合溶液，再将纳米炭载体加入到上述混合溶液中，超声分散均匀，再分别加入氯铂酸的乙二醇溶液、氯化钴的乙二醇溶液以及六羰基钨或六羰基钼，并用碱液调节溶液的pH为8 ~ 12，得到悬浊液；

（2）将步骤（1）中的悬浊液放入反应釜中，使其处于临界状态下反应2 ~ 5 h，反应结束后，得到黑色浆液；

（3）将步骤（2）所得的黑色浆液进行抽滤、洗涤、干燥，得到纳米炭负载铂合金纳米粒子复合催化剂前驱体粉末；

（4）将步骤（3）所得的粉末放置于研钵中进行仔细研磨10 ~ 30 min，得到所述的低铂合金复合催化剂；

步骤（2）中，所述的临界状态为200 ~ 230℃下；

所述的低铂合金复合催化剂中，金属原子成分比为Pt：Co：M=3：3~1：1~0.1，其中M为W或Mo；

所述的复合催化剂为黑色固体粉末，铂合金纳米粒子被均匀负载在纳米炭载体表面，具有显著（111）晶面择优取向，其织构系数达到了1.24 以上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，乙二醇和去离子水的体积比为4:1到1:2；所述的纳米炭载体为纳米炭黑、碳纳米管或石墨烯；所述的碱液为NaOH水溶液；超声时间为30 min以上。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，超声时间为30 ~ 60 min。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备得到的低铂合金复合催化剂，其特征在于，所述的低铂合金复合催化剂的负载量为10 ~ 80wt% 之间；铂合金粒子的粒径为1~ 5 nm。

5.根据权利要求4所述的低铂合金复合催化剂用作质子交换燃料电池的阴极催化剂。