[发明专利]一种质子交换膜燃料电池非铂氢阳极催化剂的制备方法

摘要

本发明的目的是针对现有铱基催化剂制备方法存在的问题，提供一种质子交换膜燃料电池非铂氢阳极催化剂的制备方法。本发明以浓氨水为络合剂首先形成镍氨络合阳离子；然后在水浴蒸干条件下，利用镍氨络合阳离子与铱络合阴离子间的静电吸引作用将镍铱前驱体均匀地沉淀在导电碳载体表面；最后通过氢气气氛热处理，使Ir、Ni从络合物中同步缓释、还原、合金化形成成分均一、纳米粒子分布均匀的碳载铱镍合金催化剂。本发明大大简化了传统的铱基催化剂制备方法，所制备的催化剂表面清洁、粒径小、高分散，金属利用率及氢氧化活性得到有效提高。

主权项

一种质子交换膜燃料电池非铂氢阳极催化剂的制备方法，其具体方法步骤包括（1）碳载体的功能化取500ml圆底烧瓶，称取1克市售Vulcan XC‑72碳粉，加入30%过氧化氢︰浓硫酸体积比为1︰4的混合溶液150毫升，超声并搅拌3小时后，用超纯水稀释，静置24小时后滤出上层清液，经多次离心洗涤，烘干，研磨后得到功能化Vulcan XC‑72碳粉；其特征在于：（2）碳载铱镍络合物的制备按功能化Vulcan XC‑72碳粉︰铱前驱体︰镍前驱体︰柠檬酸钠的质量比1︰0.1～2︰0.05～1︰0.2～2分别称取步骤（1）所得功能化Vulcan XC‑72碳粉、铱前驱体、镍前驱体和柠檬酸钠；先将功能化Vulcan XC‑72碳粉加入去离子水中，超声分散10～60分钟，形成均匀分散的功能化Vulcan XC‑72碳粉悬浮液，其中功能化Vulcan XC‑72碳粉的质量浓度为3～25毫克/毫升；然后依次加入铱前驱体、镍前驱体和柠檬酸钠，先超声分散10～60分钟，继续搅拌6～24小时，再用质量浓度为28%的氨水调节pH值至11～13，密封搅拌6～24小时，然后在50～80℃水浴烘干、研磨成粉，得到碳载铱镍络合物；（3）碳载铱镍合金催化剂的制备将步骤（2）所得的碳载铱镍络合物在氢气︰氩气体积比为1︰1～8，气体总流量为100～800毫升/分钟的混合气氛下300～700℃热处理1～3小时，在混合气氛下自然冷却，最后水洗、真空干燥得到碳载铱镍合金催化剂。