成分和结构形貌可控的Pt合金氧还原催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了具有不同化学成分和不同结构形貌的Pt‑M(过渡金属)合金催化剂的可控制备方法，并将其应用于催化燃料电池氧还原反应。所述不同结构形貌包括：纳米线结构、多面体结构、切角立方体结构、凹面结构。上述不同结构形貌的催化剂均在油胺体系中合成，通过改变反应条件，可以实现不同结构的有效调控，产物形貌尺寸均一。合金催化剂制备过程中以油胺为溶剂，以CTAB或DDAB为表面活性剂，乙酰丙酮铂和过渡金属(Fe、Co、Ni)的乙酰丙酮盐为前驱体，经一步溶剂热反应合成，是一种简洁、高效的合成方法。催化剂中铂与过渡金属的原子比可在5:1‑1:5范围内调控。该催化剂对燃料电池阴极氧还原反应(ORR)具有优于商业化Pt/C的催化活性。

【技术实现步骤摘要】
成分和结构形貌可控的Pt合金氧还原催化剂及其制备方法
本专利技术涉及一种用于燃料电池阴极氧还原反应的Pt合金催化剂及其制备方法。该合成方法可以有效调控材料的结构，获得不同形貌的Pt合金催化剂，属于纳米材料、电化学能源

技术介绍
燃料电池是一种洁净、高效的能量转换装置，在分布式电站、电动汽车、航空航天等多个领域具有广泛的应用前景。电极是反应发生的场所，是燃料电池的核心部件。为了实现燃料电池的规模应用，目前亟待解决的问题之一是提高电极中催化剂的活性，降低贵金属铂的用量，从而降低成本。目前商业化的催化剂多为碳担载Pt纳米颗粒为主，尤其以JM公司一系列质量分数的Pt/C催化剂为代表。以纯Pt为催化剂导致成本相对较高，并且在燃料电池运行过程中，Pt颗粒容易发生迁移、团聚等导致活性降低。为了降低Pt用量、提高催化剂的活性，将Pt与过渡金属Fe、Co、Ni、Cu等形成合金，提高催化活性同时降低Pt用量。此外通过对催化剂的形貌进行控制能够获得更优的性能，如纳米线、纳米笼等具有不同空间结构和多面体暴露不同晶面的催化剂。专利CN101530923A介绍了一种铁镍铂合金纳米棒的制备方法。该方法以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成分和结构形貌可控的Pt合金氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将乙酰丙酮铂与过渡金属的乙酰丙酮盐、表面活性剂溶于油胺中；2)将上述混合溶液于油浴锅中预热，然后加入还原剂六羰基钨，保温反应2‑8h；3)反应结束后，自然冷却，加乙醇使产物沉淀，清洗即获得Pt合金氧还原催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种成分和结构形貌可控的Pt合金氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将乙酰丙酮铂与过渡金属的乙酰丙酮盐、表面活性剂溶于油胺中；2)将上述混合溶液于油浴锅中预热，然后加入还原剂六羰基钨，保温反应2-8h；3)反应结束后，自然冷却，加乙醇使产物沉淀，清洗即获得Pt合金氧还原催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中过渡金属盐为Fe、Co或Ni的乙酰丙酮盐，前驱体中铂与过渡金属的原子比为5:1-1:5。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或双十烷基二甲基溴化铵(DDAB)，表面活性剂与前驱体的质量比为0.1-10。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中油胺混合溶液中乙酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志刚，张洪杰，方达晖，曾亚超，衣宝廉，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21