[发明专利]质子交换膜燃料电池用铂炭催化剂及其制备方法在审
申请号: | 202210741645.5 | 申请日: | 2022-06-28 |
公开(公告)号: | CN114976078A | 公开(公告)日: | 2022-08-30 |
发明(设计)人: | 张杜超;彭奔;刘伟锋;陈霖;王永密;刘若麟 | 申请(专利权)人: | 中南大学;湖南清牛新材料科技有限公司 |
主分类号: | H01M4/92 | 分类号: | H01M4/92;H01M4/88 |
代理公司: | 长沙正奇专利事务所有限责任公司 43113 | 代理人: | 胡凌云;马强 |
地址: | 410083 湖南*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 质子 交换 燃料电池 用铂炭 催化剂 及其 制备 方法 | ||
1.质子交换膜燃料电池用铂炭催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将铵盐和炭载体按0.02~0.20:1的质量比混合均匀,于空气气氛下在220-400℃焙烧2-4h,水洗,干燥,获得改性炭载体;
S2、将所述改性炭载体与含铂溶液混合,获得混合液;
其中,所述含铂溶液中铂的浓度为0.30~10g/L;所述混合液中,铂与改性炭载体的质量比为1:1-9;
S3、调节所述混合液的pH值至5.0-9.0,超声处理0.5-3h后,将混合液倒入反应釜,再向反应釜内通入惰性气体,当反应釜内氧气浓度低于0.1vol%时,加热升温至70-150℃,然后向反应釜内通入氢气,控制反应釜内氢气分压为0.3~0.8MPa,并以200-500rpm的速率搅拌30-90min后,停止加热和搅拌,待反应釜内温度降低至50℃以下时,停止通入氢气并向反应釜内通入惰性气体置换氢气,当氢气被置换完全后,固液分离,醇洗、干燥,获得铂炭催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S1中,所述铵盐为磷酸铵、磷酸二氢铵中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S1中,所述炭载体为科琴黑、卡博特炭黑、碳纳米管、乙炔炭黑中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S2中,所述含铂溶液为硝酸铂和/或氯铂酸的水溶液。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S3中,用氨水调节所述混合液的pH值至5.0-9.0。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,S3中,所述氨水的浓度为25-28wt%。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S3中,所述氢气的纯度不低于99.99vol%;所述惰性气体为纯度不小于99.99vol%的氮气或氩气。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S3中,搅拌速度为300-450rpm。
9.质子交换膜燃料电池用铂炭催化剂,其特征在于,由如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备而成。
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