[发明专利]一种氢燃料电池催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种氢燃料电池催化剂，其特征在于：所述氢燃料电池催化剂包括载体，所述载体为富勒烯，所述富勒烯表面负载PtAu合金，所述PtAu合金表面负载Pt。

2.一种氢燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

S1、载体破碎：称取5g富勒烯，将富勒烯加入球磨罐中，球磨处理0.5～1h后，冷却；

S2、载体的纯化：将步骤S1破碎后的富勒烯加入含二氮杂二环的1,2,3-三甲基苯溶液中，混合搅拌0.5-2h后过滤分离；

S3、载体的修饰：

S31、称取步骤S2所得过滤后的富勒烯与强氧化性溶液混合，超声分散、加热搅拌0.5-2h，过滤洗涤，得到载体一；

S32、将S31过滤所得载体一加入到全氟磺酸树脂的醇溶液中，搅拌0.5～1h后过滤分离，得到载体二；

S33、将S32分离得到的载体二干燥，得到载体三；

S4、贵金属负载：

S41、将氯金酸和氯铂酸溶于有机溶剂中，加入步骤S33所得的载体三，超声混合、剪切乳化，得到混合溶液一；

S42、用碱性溶液调节步骤S41所得混合溶液一的PH至9-13得到悬浊液；

S43、将步骤S42的悬浊液加入反应釜中进行加热还原，得到混合溶液二；

S44、将步骤S43反应后的混合溶液二冷却降温，静置沉淀分离；

S45、将步骤S44所得产物过滤，并用去离子水反复洗涤至滤液电导率低于100μs/cm；

S46、将步骤S45分离得到的固态产物在60-80℃下真空干燥12-20h；

S47、将步骤S46所得产物在惰性气氛下经800-1000℃焙烧2-8h，冷却；

S48、将步骤S47冷却后的产物溶于有机溶液中，加入四氯铂酸钾，超声混合、剪切乳化，得到混合溶液三；

S49、用碱性溶液调节步骤S48所得混合溶液三的PH至中性得到悬浊液；

S410、将步骤S49的悬浊液过滤；

S411、将步骤S10所得产物在氢气气氛下焙烧还原，得到氢燃料电池催化剂。

3.根据权利要求2所述的氢燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中富勒烯的掺量为1-10%，二氮杂二环的浓度为0.5-5M。

4.根据权利要求2所述的氢燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S31中强氧化性溶液为盐酸、硫酸、硝酸和过氧化氢的一种或多种，富勒烯的掺量为1-10%。

5.根据权利要求2所述的氢燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S32中醇为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和异丙醇的一种或多种，全氟磺酸树脂的掺量0.1-5%，载体一的掺量为1-10%。

6.根据权利要求2所述的氢燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S41中有机溶剂为乙醇、乙二醇和异丙醇的一种或多种，氯金酸和氯铂酸摩尔比为1:1-4，氯铂酸浓度为1-10g/L；所述步骤S41和S48中超声混合的时间为0.5-2h，剪切乳化的时间为0.2-1h；所述步骤S42和S49中所用的碱性溶液为0.1-1M NaOH溶液或KOH溶液。

7.根据权利要求2所述的氢燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S43中加热还原温度为80-190℃，加热还原时间为0.5-10min；所述步骤S45和S410中过滤采用正压过滤或抽滤；所述步骤S47中惰性气氛为氮气或氩气。

8.根据权利要求2所述的氢燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S48中有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇和异丙醇的一种或两种；所述步骤S48中产物的掺量为0.1-4%，四氯铂酸钾的浓度为1-10g/L。

9.根据权利要求2所述的氢燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S411中焙烧温度为200-300℃，焙烧时间为2-8h。

10.根据权利要求2所述的燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S411中得到的氢燃料电池催化剂的贵金属含量为40-60%。