[发明专利]一种质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备方法

摘要

一种质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备方法，涉及到以Pt为基础的一元质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备，其特征在于：将碳纳米管负载Pt生成催化剂，通过调整前躯体的初始浓度、还原剂和前躯体的比例、还原剂和OH^-的比例、前躯体的加入方式以及降低还原温度等制备出金属粒子高度分散的、纳米尺度的、大小均匀的Pt/CNTs阴极催化剂。本发明不需要将金属前躯体进行预处理，也不需要任何表面活性剂或其它保护剂，在低温下即可直接还原出催化剂，大幅度提高了催化剂对氧气的还原活性，从而提高了催化剂利用率，而且制备过程操作简便，所制备的产品还可以用于其它燃料电池阴、阳极催化剂，以及气体重整、有机物裂解、污染物治理等许多领域。

主权项

1、一种质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，Pt/CNTs催化剂以碳纳米管为载体，制备过程包括以下步骤：1)将乙二醇和水按体积比为1∶2～2∶1混合配制成有机溶剂；将碳纳米管在500～800℃空气气氛中加热20～70分钟，然后按照每毫升有机溶剂加入0.5～1.5毫克碳纳米管的比例将碳纳米管置于有机溶剂中，超声波分散30～80分钟，形成碳浆；2)将氯铂酸溶解到上述有机溶剂，按照每毫升有机溶剂含4～12毫克铂配制，超声波分散10～30分钟，形成混合均匀的氯铂酸溶液；3)将上述氯铂酸溶液和碳浆按体积比为1∶5～1∶20量取，然后将氯铂酸溶液逐滴加入碳浆中，超声分散30～60分钟，形成混合悬浮液；4)将氢氧化钠溶解到有机溶剂中，配制成浓度为0.5～2.5mol·L-1的氢氧化钠溶液；5)将配制的氢氧化钠溶液加到分散有碳纳米管的混合悬浮液中，调节pH为9～13；6)将甲酸溶解到有机溶剂中，配制成浓度为0.2～0.8mol·L-1的甲酸溶液；7)在惰性气体保护下，于70～120℃温度范围，向调节pH值后的混合悬浮液中滴加上述甲酸溶液，恒温3-12小时；8)反应完毕后过滤，用去离子水洗涤至滤液中不含氯离子，再干燥后得到纳米级Pt/CNTs催化剂。