[发明专利]载铂氮掺杂石墨烯及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种载铂氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将氧化石墨烯、铂盐与溶剂混合形成混合液后进行水热反应，制备氧化石墨烯-铂盐复合粉末；

将所述氧化石墨烯-铂盐复合粉末与氨基化合物混合，球磨，制备氨基修饰的氧化石墨烯-铂盐复合粉末；以及

对所述氨基修饰的氧化石墨烯-铂盐复合粉末进行微波辐照，制备载铂氮掺杂石墨烯。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有以下特征中的至少一个：

1)所述铂盐包括氯铂酸和/或乙酸铂；

2)所述氨基化合物包括氨水和/或尿素。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的层数为1～10层，含氧量为30at％～60at％。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯中碳原子与所述铂盐中铂原子的质量比为(0.5～3)：1。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯-铂盐混合粉末中碳原子与所述氨基化合物中氮原子的质量比为(1～10)：1。

6.如权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为80℃～120℃，时间为0.5h～3h。

7.如权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述微波辐照的功率为1kW～15kW，时间为5s～300s。

8.如权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为200rpm～500rpm，时间为0.5h～3h。

9.如权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述形成混合液的方法包括：

将所述氧化石墨烯分散于水中形成氧化石墨烯分散液；

将所述铂盐溶于有机溶剂中，形成铂盐溶液；以及

将所述分散液与所述铂盐溶液混合形成所述混合液；

可选地，所述有机溶剂包括乙醇和/或乙二醇。

10.如权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的载铂氮掺杂石墨烯。

11.如权利要求10所述的载铂氮掺杂石墨烯作为燃料电池催化剂的应用。

12.一种膜电极，其特征在于，包括质子交换膜及与所述质子交换膜相邻设置的催化剂层，所述催化剂层包括权利要求10所述的载铂氮掺杂石墨烯。

13.一种质子交换膜燃料电池，其特征在于，包括权利要求12所述的膜电极。