專利名稱：一種燃料電池鉑基催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化劑的制備方法，尤其涉及一種燃料電池鉬基催化劑的制備方
法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家與相關(guān)產(chǎn)業(yè)人員的努力，燃料電池關(guān)鍵材料與系統(tǒng)集成技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，配套產(chǎn)業(yè)也日趨成熟。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)和直接醇類燃料電池(DAFC)被認(rèn)為是最有希望用于交通、通訊和其他移動(dòng)用途的燃料電池，由于這兩類電池在車輛動(dòng)力源、各種移動(dòng)通訊電源、軍事用電源等方面的廣闊的應(yīng)用前景，因此有關(guān)這類燃料電池的研究受到了各國(guó)的高度重視。催化劑材料是這兩類燃料電池的最為關(guān)鍵的材料之一。催化劑的研制是質(zhì)子交換膜燃料電池研究中最具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一。大量研究證明，Pt基催化劑作為燃料電池的陰、陽(yáng)極催化劑表現(xiàn)出了良好的電催化性能。然而，金屬鉬的價(jià)格及來(lái)源的短缺限制了 Pt基催化劑的應(yīng)用。因此，減少使用貴金屬催化劑的量是有效降低燃料電池生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種性能優(yōu)異并且成本低廉的的燃料電池鉬基催化劑的制
備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種燃料電池鉬基催化劑的制備方法包括如下步驟
步驟1，將金屬鹽前驅(qū)體H2Pt(NO3)6 4H20、檸檬酸鈉或草酸鈉、以及醇類還原劑一起加入到有機(jī)溶劑中，混合溶液在室溫下攪拌2(T40分鐘，混合溶液中金屬鹽前驅(qū)體的質(zhì)量體積濃度為5 25g/L，所述醇類還原劑與有機(jī)溶劑的體積比為I :5 1 :2，金屬鹽前驅(qū)體H2Pt(NO3)6 4H20與絡(luò)合劑的質(zhì)量比為I 7 :3 I ；
步驟2，向步驟I所得混合溶液中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值至擴(kuò)13 ；
步驟3，向步驟2所得混合溶液加入碳載體，摩爾比Pt C = 0. 02 0. I :1，在室溫下攪拌，使金屬溶膠粒子均勻的分散在碳載體上，其中所述碳載體為粒狀炭黑和線狀碳納米管的復(fù)合體，粒狀炭黑和線狀碳納米管質(zhì)量比為I :(3-5)；
步驟4，向步驟3所得混合溶液加入草酸，調(diào)節(jié)pH值至I飛；
步驟5，將步驟4所得混合溶液抽濾，濾餅用水洗滌至不能檢測(cè)出NO3-離子，真空下干燥，冷卻，研磨后得到本用于燃料電池的碳載鉬基催化劑；
其中所述碳載體在步驟3中加入混合溶液前，進(jìn)行過(guò)如下處理將粒狀炭黑和線狀碳納米管按所述質(zhì)量比混合，加入到容器中，加入異丙醇和水，使用超聲波分散均勻，抽濾，得到濾餅，并干燥，并在惰性氣體保護(hù)下300°C ^600oC的溫度下高溫分解得到多元復(fù)合碳載體。所述的醇類還原劑包括乙二醇、丙二醇、丙三醇中的任意一種或幾種。
所述有機(jī)溶劑包括乙二醇、丙二醇、丙三醇，或者是以上醇類的一種與丙酮的混合溶液，醇與丙酮體積比優(yōu)選為3 n :3。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于本發(fā)明采用線狀碳材料與粒狀碳材料的復(fù)合材料作為催化劑載體，這樣具有較大的長(zhǎng)徑比的線狀碳材料與粒狀碳材料和Pt間形成了三維復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加了活性物質(zhì)Pt與集流體和質(zhì)子膜間的相互接觸，提高了鉬的利用率，同時(shí)，制備過(guò)程中使用的溶劑、還原劑和分散劑安全、無(wú)毒。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
首先制備碳載體將粒狀炭黑和線狀碳納米管按質(zhì)量比I :3混合，加入到容器中，加入異丙醇和水，使用超聲波分散均勻，抽濾，得到濾餅，并干燥，并在惰性氣體保護(hù)下300°C的溫度下高溫分解2個(gè)小時(shí)，得到多元復(fù)合碳載體。將金屬鹽前驅(qū)體H2Pt (NO3)6 4H20與檸檬酸鈉或草酸鈉及乙二醇一起加入到丙二醇溶劑中，混合溶液在室溫下攪拌20分鐘，混合溶液中金屬鹽前驅(qū)體的質(zhì)量體積濃度為5g/L，乙二醇與丙二醇溶劑的體積比為I :5，金屬鹽前驅(qū)體H2Pt(NO3)6 4H20與絡(luò)合劑的質(zhì)量比為I :3 ;向所得混合溶液中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9 ;在PH值為9的混合溶液加入上述制備好的碳載體，使得摩爾比Pt C = 0. 02 :1，在室溫下攪拌，使金屬溶膠粒子均勻的分散在碳載體上；加入草酸，調(diào)節(jié)PH值為1飛；抽濾，濾餅用水洗滌至不能檢測(cè)出N03_離子，真空下干燥，冷卻，研磨后得到本用于燃料電池的碳載鉬基催化劑。經(jīng)測(cè)試，該實(shí)施例制備出的催化劑的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表I。表1，實(shí)施例I催化劑參數(shù)_
權(quán)利要求
1.一種燃料電池鉬基催化劑的制備方法，包括如下步驟 步驟1，將金屬鹽前驅(qū)體H2Pt(NO3)6 4H20、檸檬酸鈉或草酸鈉、以及醇類還原劑一起加入到有機(jī)溶劑中，混合溶液在室溫下攪拌2(T40分鐘，混合溶液中金屬鹽前驅(qū)體的質(zhì)量體積濃度為5 25g/L，所述醇類還原劑與有機(jī)溶劑的體積比為I :5 1 :2，金屬鹽前驅(qū)體H2Pt(NO3)6 4H20與絡(luò)合劑的質(zhì)量比為I 7 :3 I ； 步驟2，向步驟I所得混合溶液中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值至擴(kuò)13 ； 步驟3，向步驟2所得混合溶液加入碳載體，摩爾比Pt C = 0. 02 0. I :1，在室溫下攪拌，使金屬溶膠粒子均勻的分散在碳載體上，其中所述碳載體為粒狀炭黑和線狀碳納米管的復(fù)合體，粒狀炭黑和線狀碳納米管質(zhì)量比為I :(3-5)； 步驟4，向步驟3所得混合溶液加入草酸，調(diào)節(jié)pH值至I飛； 步驟5，將步驟4所得混合溶液抽濾，濾餅用水洗滌至不能檢測(cè)出NO3-離子，真空下干燥，冷卻，研磨后得到本用于燃料電池的碳載鉬基催化劑； 其特征在于，所述碳載體在步驟3中加入混合溶液前，進(jìn)行過(guò)如下處理將粒狀炭黑和線狀碳納米管按所述質(zhì)量比混合，加入到容器中，加入異丙醇和水，使用超聲波分散均勻，抽濾，得到濾餅，并干燥，并在惰性氣體保護(hù)下300°C飛00°C的溫度下高溫分解得到多元復(fù)合碳載體。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的醇類還原劑選自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的任意一種或幾種。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自乙二醇、丙二醇、丙三醇、或者是以上醇類的任意一種與丙酮的混合溶液，所述醇與丙酮體積比為3 n :3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料電池鉑基催化劑的制備方法，包括如下步驟將金屬鹽前驅(qū)體H2Pt(NO3)6·4H2O與檸檬酸鈉或草酸鈉及醇類還原劑一起加入到有機(jī)溶劑中；加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為；加入碳載體，在室溫下攪拌，使金屬溶膠粒子均勻的分散在碳載體上，其中所述碳載體為粒狀炭黑和線狀碳納米管的復(fù)合體，加入草酸，調(diào)節(jié)pH值；抽濾，真空下干燥，冷卻，研磨后得到本用于燃料電池的碳載鉑基催化劑。
文檔編號(hào)B01J23/42GK102773095SQ20121027491
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者姜波 申請(qǐng)人:上海錦眾信息科技有限公司