[发明专利]一种高密度鱼骨状碳纳米载体的制备方法

摘要

本发明涉及一种高密度鱼骨状碳纳米载体的制备方法，利用等离子体手段在燃料电池电极气体扩散层上直接生长鱼骨状碳纳米片层结构作为电极催化剂的载体，通过等离子体氛围中有效碳源浓度及速度的控制，制得高密度鱼骨状碳纳米载体。本发明方法高效、无毒、不污染环境，制得的高密度鱼骨状碳纳米载体能为燃料电池催化剂颗粒提供大量活性位点，提高催化剂纳米颗粒在载体上的分散性和结合度，是一种优良的燃料电池催化剂载体。本发明得到的鱼骨状碳纳米载体适用于燃料电池电极，特别适用于电解质膜燃料电池电极。

主权项

一种高密度鱼骨状碳纳米载体的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：   （1）将电极气体扩散层置于基片台上，采用等离子体喷涂或等离子体溅射方法将金属催化剂负载到电极气体扩散层上，金属催化剂层厚度为2‑7nm；   （2）将步骤（1）反应结束后负载有催化剂的电极气体扩散层置于电感耦合等离子体反应装置中，采用氨气等离子体对电极气体扩散层上的催化剂进行处理，使催化剂呈颗粒状均匀分布，氨气等离子体放电功率为80‑150W，电感耦合等离子体反应装置基片台温度保持在350‑400℃，电感耦合等离子体反应装置的反应腔体内气体压强为10‑20Pa；   （3）步骤（2）中氨气等离子体处理完毕后，向电感耦合等离子体反应装置的腔体内通入氢气和甲烷混合气体，打开电源，开始等离子体放电，在电极气体扩散层上生长鱼骨状碳纳米载体，生长时间为30‑60min，高密度碳纳米载体的获得需要增大有效碳源的浓度及沉积速率，为此，保持等离子体放电功率为200‑250W，基片台偏压为–75V‑ –100V；   （4）放电结束后，关闭放电电源，基台偏压电源，基片台加热电源，通入保护气体氩气逐渐冷却样品。