[发明专利]一种质子交换膜燃料电池用贵金属电催化剂的合成方法

说明书

本申请涉及贵金属电催化剂技术领域，具体为一种质子交换膜燃料电池用贵金属电催化剂的合成方法，包括如下步骤：步骤S1：将碳粉和水加入乙二醇中，并超声一小时，以形成碳悬浮液；步骤S2：将H₂PtCl₆和Co(NO₃)₂加入水中，并超声十分钟，以得到铂钴盐溶液；步骤S3：将碳悬浮液与铂钴盐溶液混合，并搅拌三十分钟，以得到混合溶液；步骤S4：将混合溶液的PH值调节至10；步骤S5：将混合溶液加热至160℃，并恒温搅拌三小时；步骤S6：将混合溶液冷却至40℃，并搅拌二十小时；步骤S7：将混合溶液过滤，以得到沉淀物；步骤S8：将沉淀物清洗、烘干，以得到PtCo/C催化剂。该PtCo/C催化剂的制备步骤更加简单，且其活性更佳，稳定性能更好。

技术领域

本申请涉及贵金属电催化剂技术领域，具体为一种质子交换膜燃料电池用贵金属电催化剂的合成方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有零排放、能量效率高、功率可调等优点，是未来电动汽车中最理想的驱动电源之一，具有广阔的市场前景。质子交换膜燃料电池的阴极端氧还原反应的动力学十分缓慢，则需要使用纳米催化剂作为电极催化剂来维持质子交换膜燃料电池的高效运转。

现有技术中，质子交换膜燃料电池主要采用Pt/C纳米催化剂作为电催化剂使用，现有的Pt/C纳米催化剂在采用多元醇方法制备时，需要加入添加剂或者稳定剂等，来抑制铂纳米颗粒的团聚。然而过多的使用添加剂会导致合成过程非常复杂，而且还需要处理在催化剂中残余的添加剂，以避免造成催化剂的毒化现象，从而使其生产成本较高；尤其是在制备高铂含量的Pt/C纳米催化剂时，还因铂资源匮乏、价格昂贵，其生产成本更高。

申请内容

(一)解决的技术问题

为解决以上问题，本申请提供了一种质子交换膜燃料电池用贵金属电催化剂的合成方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种质子交换膜燃料电池用贵金属电催化剂的合成方法，包括如下步骤：步骤S1：将碳粉和水加入乙二醇中，并超声一小时，以形成碳悬浮液；步骤S2：将H₂PtCl₆和Co(NO₃)₂加入水中，并超声十分钟，以得到铂钴盐溶液；步骤S3：将碳悬浮液与铂钴盐溶液混合，并搅拌三十分钟，以得到混合溶液；步骤S4：将混合溶液的PH值调节至10；步骤S5：将混合溶液加热至160℃，并恒温搅拌三小时；步骤S6：将混合溶液冷却至40℃，并搅拌二十小时；步骤S7：将混合溶液过滤，以得到沉淀物；步骤S8：将沉淀物清洗、烘干，以得到PtCo/C催化剂。

优选地，步骤S1中，乙二醇为纯乙二醇，且每25ml乙二醇中加入23ml水和0.25g碳粉，以得到碳质量浓度为0.89％的碳悬浮液。

优选地，步骤S1与步骤S2中水的比例为23:25。

优选地，步骤S2中，H₂PtCl₆和Co(NO₃)₂的物质的量之比为3:1,且每25ml水中加入0.6637g H₂PtCl₆。

优选地，步骤S4中，使用氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，以将混合溶液的PH值调节至10。

优选地，氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液的浓度为0.1mol/L，且氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液的添加速度为1ml/min。

优选地，步骤S5和步骤S6中的搅拌速度均为500-700rpm/min。

优选地，步骤S8的烘干温度为50-60℃。

(三)有益效果