一種碳載催化劑及其制作方法
【專利摘要】一種碳載催化劑，包括一布層，所述布層上設(shè)有一催化劑層，所述催化劑層上設(shè)有一防水透氣層。所述防水透氣層能保護催化劑，在保證催化劑催化效果的同時，不容易被分解，大大提高了電池的使用壽命。
【專利說明】一種碳載催化劑及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑，尤其涉及一種碳載催化劑及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)混合型應(yīng)用于燃料電池中的催化劑，由于其催化劑層和電池中的電解液直接接觸，在經(jīng)過電池內(nèi)部反應(yīng)后容易出現(xiàn)被分解的情況，大大影響電池的使用壽命。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種碳載催化劑，其擁有防水透氣的效果，能保持碳載催化劑性質(zhì)穩(wěn)定，不容易被分解。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種碳載催化劑，包括一布層，所述布層上設(shè)有一催化劑層，所述催化劑層上設(shè)有一防水透氣層。
[0005]作為優(yōu)選，所述催化劑層的組成成分按質(zhì)量比為:碳載氧化銅催化劑80_120g，碳載氧化銀催化劑0.4-0.6g,碳載氧化鉬催化劑0.2-0.3g,糯米膠4-6g。
[0006]作為優(yōu)選，所述碳載氧化銅催化劑，碳載氧化銀催化劑，碳載氧化鉬催化劑中，三種金屬氧化物各自和活性碳的質(zhì)量比都為3:80-120。
[0007]作為優(yōu)選，所述防水透氣層的組成成分按質(zhì)量比為:糯米膠8_12g和活性碳80-120g。
[0008]所述碳載催化劑的制作方法，包括以下步驟:
A.制作碳載金屬氧化物催化劑，所述碳載金屬氧化物催化劑包括碳載氧化銅催化劑，碳載氧化銀催化劑和碳載氧化鉬催化劑；
B.制作所述催化劑層；
C.制作所述防水透氣層。
[0009]作為優(yōu)選，所述步驟A中，制作碳載氧化銅催化劑時，包括以下步驟:
a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理；
b)將210g質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸銅溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時；
c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥；
d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸銅熱分解產(chǎn)生氧化銅，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化銅催化劑。
[0010]作為優(yōu)選，所述步驟A中，制作碳載氧化銀催化劑時，包括以下步驟:
a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理；
b)將IlOg質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸銀溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時；
c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥； d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸銀熱分解產(chǎn)生氧化銀，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化銀催化劑。
[0011]作為優(yōu)選，所述步驟A中，制作碳載氧化鉬催化劑時，包括以下步驟:
a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理；
b)將130g質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸鉬溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時；
c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥；
d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸鉬熱分解產(chǎn)生氧化鉬，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化鉬催化劑。
[0012]作為優(yōu)選，所述步驟B包括以下步驟:
a)取80-120g已經(jīng)制備好的碳載氧化銅催化劑，0.4-0.6g碳載氧化銀催化劑，以及0.2-0.3g碳載氧化鉬催化劑混合攪拌，組成三元氧化物催化劑，加入15毫升乙醇，不斷攪拌，加入4-6g糯米膠，攪拌至粘稠狀；
b)將粘稠后的三元氧化物催化劑涂布到無紡布載體上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化劑層。
[0013]作為優(yōu)選，所述步驟C包括:將8_12g糯米膠調(diào)制到粘稠狀，加入80_120g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀釋后攪拌均勻，接著用動物毛刷均勻涂布在所述催化劑層上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透氣層。
[0014]本發(fā)明中的碳載催化劑，在催化劑層上設(shè)有防水透氣層，本碳載催化劑在參與電池反應(yīng)時，防水透氣層能保護催化劑，在保證催化劑催化效果的同時，不容易被分解，大大提聞了電池的使用壽命。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:
一種碳載催化劑，包括一布層，所述布層上設(shè)有一催化劑層，所述催化劑層上設(shè)有一防水透氣層。所述催化劑層的組成成分按質(zhì)量比為:碳載氧化銅催化劑80g，碳載氧化銀催化劑0.6g，碳載氧化鉬催化劑0.25g，糯米膠5克，所述防水透氣層的組成成分按質(zhì)量比為:糯米膠8g和活性碳120g。
[0016]所述碳載催化劑的制作方法，包括以下步驟:
A.制作碳載金屬氧化物催化劑，所述碳載金屬氧化物催化劑包括碳載氧化銅催化劑，碳載氧化銀催化劑和碳載氧化鉬催化劑，制作碳載氧化銅催化劑時，包括以下步驟:
a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理；超聲波分散處理可以讓乙醇充分負載到活性炭里面；
b)將210g質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸銅溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時。所述硝酸銅溶液在經(jīng)過熱分解反應(yīng)后，能得到15g氧化銅，使氧化銅與活性碳的質(zhì)量比保持在3:80-120 ；
c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥。乙醇能快速的揮發(fā)水分，使干燥過程更迅速； d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸銅熱分解產(chǎn)生氧化銅，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化銅催化劑。
[0017]制作碳載氧化銀催化劑時，包括以下步驟:
a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理；
b)將IlOg質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸銀溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時。所述硝酸銀溶液在經(jīng)過熱分解反應(yīng)后，能得到15g氧化銀，使氧化銀與活性碳的質(zhì)量比保持在3:80-120 ；
c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥。
[0018]d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸銀熱分解產(chǎn)生氧化銀，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化銀催化劑。
[0019]制作碳載氧化鉬催化劑時，包括以下步驟:
a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理；
b)將130g質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸鉬溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時。所述硝酸鉬溶液在經(jīng)過熱分解反應(yīng)后，能得到15g氧化鉬，使氧化鉬與活性碳的質(zhì)量比保持在3:80-120 ；
c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥；
d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸鉬熱分解產(chǎn)生氧化鉬，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化鉬催化劑。
[0020]B.制作所述催化劑層，取80已經(jīng)制備好的碳載氧化銅催化劑，0.6g碳載氧化銀催化劑，以及0.25g碳載氧化鉬催化劑混合攪拌，組成三元氧化物催化劑，加入15毫升乙醇，不斷攪拌，加入5g糯米膠，攪拌至粘稠狀，然后將其涂布到無紡布載體上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化劑層。
[0021]C.制作所述防水透氣層，將Sg糯米膠調(diào)制到粘稠狀，加入120g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀釋后攪拌均勻，接著用動物毛刷均勻涂布在所述催化劑層上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透氣層，并形成所述碳載催化劑。
[0022]實施例2:
一種碳載催化劑，包括一布層，所述布層上設(shè)有一催化劑層，所述催化劑層上設(shè)有一防水透氣層。所述催化劑層的組成成分按質(zhì)量比為:碳載氧化銅催化劑100g，碳載氧化銀催化劑0.5g，碳載氧化鉬催化劑0.3g，糯米膠4克；所述防水透氣層的組成成分按質(zhì)量比為:糯米膠1g和活性碳80g。
[0023]所述碳載催化劑的制作方法，包括以下步驟:
A.制作碳載金屬氧化物催化劑，所述碳載金屬氧化物催化劑包括碳載氧化銅催化劑，碳載氧化銀催化劑和碳載氧化鉬催化劑，三種金屬氧化物的制作過程與實施例一所述相似，這里不再累述。
[0024]B.制作所述催化劑層，取10g已經(jīng)制備好的碳載氧化銅催化劑，0.5g碳載氧化銀催化劑，以及0.3g碳載氧化鉬催化劑混合攪拌，組成三元氧化物催化劑，加入15毫升乙醇，不斷攪拌，加入4g糯米膠，攪拌至粘稠狀，然后將其涂布到無紡布載體上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化劑層。
[0025]C.制作所述防水透氣層，將1g糯米膠調(diào)制到粘稠狀，加入80g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀釋后攪拌均勻，接著用動物毛刷均勻涂布在所述催化劑層上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透氣層，并形成所述碳載催化劑。
[0026]實施例3:
一種碳載催化劑，包括一布層，所述布層上設(shè)有一催化劑層，所述催化劑層上設(shè)有一防水透氣層。所述催化劑層的組成成分按質(zhì)量比為:碳載氧化銅催化劑120g，碳載氧化銀催化劑0.4g，碳載氧化鉬催化劑0.2g，糯米膠6克；所述防水透氣層的組成成分按質(zhì)量比為:糯米膠9g和活性碳100g。
[0027]所述碳載催化劑的制作方法，包括以下步驟:
A.制作碳載金屬氧化物催化劑，所述碳載金屬氧化物催化劑包括碳載氧化銅催化劑，碳載氧化銀催化劑和碳載氧化鉬催化劑，三種金屬氧化物的制作過程與實施例一中所述相似，這里不再累述。
[0028]B.制作所述催化劑層，取120g已經(jīng)制備好的碳載氧化銅催化劑，0.4g碳載氧化銀催化劑，以及0.2g碳載氧化鉬催化劑混合攪拌，組成三元氧化物催化劑，加入15毫升乙醇，不斷攪拌，加入6g糯米膠，攪拌至粘稠狀，然后將其涂布到無紡布載體上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化劑層。
[0029]C.制作所述防水透氣層，將9g糯米膠調(diào)制到粘稠狀，加入10g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀釋后攪拌均勻，接著用動物毛刷均勻涂布在所述催化劑層上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透氣層，并形成所述碳載催化劑。
【權(quán)利要求】
1.一種碳載催化劑，其特征在于，其包括一布層，所述布層上設(shè)有一催化劑層，所述催化劑層上設(shè)有一防水透氣層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種碳載催化劑，其特征在于，所述催化劑層的組成成分按質(zhì)量比為:碳載氧化銅催化劑80-120g，碳載氧化銀催化劑0.4-0.6g，碳載氧化鉬催化劑0.2-0.3g，糯米膠 4-6g。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種碳載催化劑，其特征在于，所述碳載氧化銅催化劑，碳載氧化銀催化劑和碳載氧化鉬催化劑中，三種金屬氧化物各自和活性碳的質(zhì)量比都3:80-120。
4.如權(quán)利要求3所述的一種碳載催化劑，其特征在于，所述防水透氣層的組成成分按質(zhì)量比為:糯米膠8-12g和活性碳80-120g。
5.如權(quán)利要求1所述的一種碳載催化劑的制作方法，其特征在于，其包括以下步驟: A.制作碳載金屬氧化物催化劑，所述碳載金屬氧化物催化劑包括碳載氧化銅催化劑，碳載氧化銀催化劑和碳載氧化鉬催化劑； B.制作所述催化劑層； C.制作所述防水透氣層。
6.如權(quán)利要求5所述的一種碳載催化劑的制作方法，其特征在于，所述步驟A中，制作碳載氧化銅催化劑時，包括以下步驟: a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理； b)將210g質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸銅溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時； c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥； d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸銅熱分解產(chǎn)生氧化銅，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化銅催化劑。
7.如權(quán)利要求5所述的一種碳載催化劑的制作方法，其特征在于，所述步驟A中，制作碳載氧化銀催化劑時，包括以下步驟: a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理； b)將IlOg質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸銀溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時； c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥； d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸銀熱分解產(chǎn)生氧化銀，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化銀催化劑。
8.如權(quán)利要求5所述的一種碳載催化劑的制作方法，其特征在于，所述步驟A中，制作碳載氧化鉬催化劑時，包括以下步驟: a)將400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超聲波分散處理； b)將130g質(zhì)量分數(shù)為20%的硝酸鉬溶液加入處理后的活性碳中，用攪拌器充分攪拌，并放置24小時； c)將靜置后的活性碳放置到干燥箱中在100攝氏度下處理直到干燥； d)將干燥物用玻璃絲布包好，放置到不銹鋼盒中，在450攝氏度下焙燒，保溫I小時，使硝酸鉬熱分解產(chǎn)生氧化鉬，等待自然冷卻后，得到以活性炭為載體的氧化鉬催化劑。
9.如權(quán)利要求5所述的一種碳載催化劑的制作方法，其特征在于，所述步驟B包括以下步驟: a)取80-120g已經(jīng)制備好的碳載氧化銅催化劑，0.4-0.6g碳載氧化銀催化劑，以及0.2-0.3g碳載氧化鉬催化劑混合攪拌，組成三元氧化物催化劑，加入15毫升乙醇，不斷攪拌，加入4-6g糯米膠，攪拌至粘稠狀； b)將粘稠后的三元氧化物催化劑涂布到無紡布載體上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化劑層。
10.如權(quán)利要求5所述的一種碳載催化劑的制作方法，其特征在于，所述步驟C包括:將8-12g糯米膠調(diào)制到粘稠狀，加入80-120g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀釋后攪拌均勻，接著用動物毛刷均勻涂布在所述催化劑層上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透氣層，并形成所述碳載催化劑。
【文檔編號】H01M4/88GK104409743SQ201410626717
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】許加響 申請人:溫州晉航新能源科技有限公司