[发明专利]一种Pt单原子催化剂的制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种Pt单原子催化剂的制备方法和应用，属于燃料电池技术领域。本发明将铂原子通过氧原子接枝在炭基底上，用铂原子代替传统铂纳米粒子用做燃料电池的阴/阳极催化剂，本发明的Pt1/C是第一例长在炭基底上用氧固定的铂单原子催化剂。将所述的铂单原子催化剂应用在质子膜燃料电池中有活化过程，并且有稳定阶段。本发明用铂原子代替铂纳米颗粒，极大降低催化剂中铂金用量，从而降低燃料电池成本。本发明提供的Pt1/C催化剂在质子膜燃料电池中展现出可观的稳定性和活性，因而具有切实替代昂贵Pt/C催化剂的可能性。

主权项

1.一种Pt单原子催化剂的制备方法，其特征在于：具体步骤如下，第一步，纳米炭颗粒的氧化：炭黑在40～80℃硝酸溶液中搅拌3小时，得到氧化炭黑经抽滤洗涤、烘干、重新分散在去离子水中形成氧化炭黑水溶液；第二步，铂离子先吸附，然后在热水中还原：铂氯酸稀溶液滴加到氧化炭黑水溶液中，室温搅拌1～3小时，让铂离子吸附在氧官能团上；然后加热溶解到70℃，搅拌8小时让铂离子还原成原子，仍然吸附在炭黑上；第三步，将吸附铂原子的炭黑滤出，在空气或氩气中300℃处理10～100分钟，使铂原子与氧形成稳定的化学键，从而牢牢长在炭基底上，形成Pt单原子催化剂。