[发明专利]一种磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：准备碳材料，并对所述碳材料进行磺化处理；在磺化后的碳材料上负载Pt或PtM合金，即可得到所述磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂。

2.根据权利要求1所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳材料为碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米球中的任意一种；所述PtM合金中的M为铁、钴、镍、铜中的任意一种或多种。

3.根据权利要求2所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳纳米纤维通过以下步骤合成得到：

将直径为20-200nm的纳米SiO₂球超声分散在去离子水中，得到SiO₂分散溶液；

向所述SiO₂分散溶液中加入铁盐溶液，搅拌均匀后，加入碱性溶液使混合溶液的pH调节至7-10，然后搅拌反应2-10小时；

对反应后的混合溶液进行过滤洗涤，获得沉淀反应产物；

对所述沉淀反应产物在350-550℃条件下煅烧3-5h，得到Fe/SiO₂；

将所述Fe/SiO₂放置在管式炉中，在Ar和H₂的作用下，在500-600℃条件下还原0.5-1.5h，得到还原后的产物；

对所述还原后的产物，在Ar、H₂、C₃H₈的作用下，在550-700℃条件下生长0.5-1.5h，得到未经处理的CNFs；

对所述未经处理的CNFs进行洗涤，得到CNFs。

4.根据权利要求3所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液采用NaOH或KOH。

5.根据权利要求3所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，对所述未经处理的CNFs进行洗涤时，分别用NaOH和HCl在80℃条件下洗涤12h以去除SiO₂和Fe，得到所述CNFs。

6.根据权利要求1所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，对所述碳材料进行磺化处理时，具体包括以下子步骤：

将所述碳材料超声分散在磺化试剂中，经过Ar鼓泡0.5h后升温至170-200℃，保温8-12h；

对保温后的溶液进行冷却、稀释、过滤、洗涤、真空干燥，得到磺化后的碳材料。

7.根据权利要求6所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，所述磺化试剂采用硫酸、三氧化硫、发烟硫酸、氯磺酸中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，在磺化后的碳材料上负载铂时，具体包括以下子步骤：

将多元醇、H₂PtCl₆、磺化后的碳材料、以及NaOH超声分散在反应容器中，在Ar鼓泡0.5h后，将混合物在125-145℃下回流3-5h；

将回流后的溶液调节pH至2-3，然后在60-90℃保温6-16h；

对保温后的反应物进行过滤、洗涤、真空干燥，得到磺化碳材料负载的Pt电催化剂。

9.根据权利要求8所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法，其特征在于，所述多元醇采用乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇中的任意一种。

10.一种磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂，其特征在于，所述Pt/PtM电催化剂采用权利要求1-9中任意一项所述的磺化碳材料负载的Pt/PtM电催化剂的制备方法制备而成。