复合碳载体合金催化剂及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113611874A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110674380.7(22)申请日2021.06.17(71)申请人苏州欣和智达能源科技有限公司地址215000江苏省苏州市太仓市北京西路6号科技创业园研发西楼6楼(72)发明人张鑫夏丽君(74)专利代理机构苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙)32257代理人苏张林(51)Int.Cl.H01M4/88(2006.01)H01M4/86(2006.01)H01M4/92(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称复合碳载体合金催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种复合碳载体合金催化剂的制备方法，包括：S1.对粒状碳材料和线状碳材料进行去杂处理；S2.混合粒状碳材料和线状碳材料得到碳基材料，加入浓硫酸和水，85℃～100℃下搅拌1～2小时；S3.洗涤碳基材料至pH为中性，烘干，分散于乙二醇和水的混合溶剂中；S4.将Cl6H2Pt、草酸钴溶解于有机溶剂中，得到金属盐前驱体溶液；将碳基材料加入金属盐前驱体溶液中，调节溶液的pH为10～12，真空下进行反应，从而在碳基材料表面原位生成催化剂前驱体；S5.将催化剂前驱体进行洗涤过滤，烘干、膨化后，得到复合碳载体合金催化剂。本发明的复合碳载体合金催化剂，减少了现有的催化剂的铂载量，增强了催化剂机械强度，同时提高了铂的利用率。CN113611874ACN113611874A权利要求书1/1页1.一种复合碳载体合金催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.分别对粒状碳材料和线状碳材料进行去杂处理；S2.混合所述粒状碳材料和线状碳材料，得到碳基材料；向所述碳基材料中加入浓硫酸和水，85℃～100℃下搅拌1～2小时；S3.洗涤所述碳基材料至pH为中性，接着烘干，再分散于乙二醇和水的混合溶剂中；S4.将金属盐前驱体Cl6H2Pt、草酸钴溶解于有机溶剂中，得到金属盐前驱体溶液；所述金属盐前驱体溶液中，金属盐前驱体Cl6H2Pt的含量为5‑20g/L，草酸钴的含量为3‑10g/L；将步骤S3得到的碳基材料加入所述金属盐前驱体溶液中，调节溶液的pH为10～12，真空条件下进行反应，从而得到催化剂前驱体；S5.将所述催化剂前驱体进行洗涤过滤，烘干、膨化后，得到所述复合碳载体合金催化剂。2.根据权利要求1所述的一种复合碳载体合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述粒状碳材料包括介孔碳、碳微球、无定形碳中的一种或多种，所述线状碳材料包括碳纳米管和/或碳纤维。3.根据权利要求1所述的一种复合碳载体合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述去杂处理为：采用甲酸与乙醇的混合溶液或高氯酸溶液对粒状碳材料和线状碳材料进行浸泡，所述混合溶液中甲酸与乙醇的体积比为1.5～2：4.5～5。4.根据权利要求1所述的一种复合碳载体合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述碳基材料中，粒状碳材料和线状碳材料的质量比为10:(1～3)。5.根据权利要求1所述的一种复合碳载体合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述浓硫酸和水的体积比为1～1.5：4～5。6.根据权利要求1所述的一种复合碳载体合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述混合溶剂中，乙二醇和水的体积比为1.5～2：2.5～3。7.根据权利要求1所述的一种复合碳载体合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S4中，反应温度为85℃～90℃，反应时间为3～4h。8.根据权利要求1‑7任一项所述的方法制备得到的复合碳载体合金催化剂。9.根据权利要求8所述的复合碳载体合金催化剂，其特征在于，所述复合碳载体合金催化剂中，载体为粒状碳材料和线状碳材料，负载于载体上的催化材料为铂钴合金。10.权利要求8或9所述的复合碳载体合金催化剂在燃料电池中的应用。2CN113611874A说明书1/5页复合碳载体合金催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种用于燃料电池的复合碳载体合金催化剂及其制备方法与应用。背景技术[0002]当今世界面临着化石能源的日益减少，甚至枯竭，以及人类对保护环境高要求，急需一种环境友好型能源的出现，燃料电池应运进入到我们的视线，燃料电池是氢氧通过化学反应产生人类史上最伟大的发明之一电能，同时燃料电池的排放为水。所以燃料电池成为了能源科学和电化学领域的一个研究热点，同时燃料电池特点还有操作温度低、能量效率高、燃料可再生等特点。燃料电池中催化剂技术是燃料电池最核心的技术之一，同时催化剂研制也是质子交换膜燃料电池研究中最难突破技术之一。研究发现贵金属铂作为燃料电池的阴、阳极催化剂表现出了良好的