一种可批量化放大的贵金属原子级分散的电化学催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于电化学催化技术领域，尤其涉及一种可批量化放大的贵金属原子级分散的电化学催化剂及有关的制备方法，其包括以下步骤：1)有机骨架结构材料的制备；2)将有机骨架结构材料和贵金属离子鳌合的工序；3)含分解型造孔剂的贵金属大环有机物前驱体溶液的制备；4)贵金属大环有机物前驱体溶液的水热晶化处理，得到贵金属大环有机物前驱体粉末的工序；5)贵金属大环有机物前驱体粉末的进一步热解还原和碳化一体化的工序。该催化剂制备方法简单，原材料易得廉价，提高了贵金属的利用率，且具有辅助鳌合大环活性位，催化剂无毒害杂质金属析出，具有高石墨化程度，因此可以保持高稳定性。

A kind of bulk amplified noble metal atom level dispersed electrochemical catalyst and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种可批量化放大的贵金属原子级分散的电化学催化剂及其制备方法
本专利技术属于电化学催化
，尤其涉及一种原子级分散贵金属催化剂及其制备方法。
技术介绍
贵金属电化学催化剂是利用贵金属进行电化学催化的材料，由于贵金属价格昂贵，应用范围广，故多制备成负载型贵金属催化剂材料加以利用，如Pt/C、Pd/C、IrO2、RuO2、Rh/C、Pt/ATO等，作为一种能改变化学反应速率但本身不参与反应最终产物的材料，几乎所有的贵金属都可用作催化剂，但常用的贵金属材料主要是铂、钯、铑、银、钌等，其中尤以铂、铑应用最广，由于其d电子轨道未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，是最重要的催化剂材料。贵金属在电化学催化中有着重要应用。质子交换膜燃料电池是一种清洁高效的能量转化装置，将燃料和氧化剂中的化学能转化为电能，已广泛应用于热电联产、固定电站、交通运输、便携式电源等领域。由于燃料电池阴极氧还原反应动力学缓慢，需要大量使用贵金属Pt催化剂，导致其生产成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可批量化放大的贵金属原子级分散的电化学催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)有机骨架结构材料的制备；/n2)将有机骨架结构材料和贵金属离子的鳌合；/n3)含分解型造孔剂的贵金属大环有机物前驱体混合物溶液的制备；/n4)贵金属大环有机物前驱体混合物溶液的水热晶化处理，得到贵金属大环有机物前驱体粉末的工序；/n5)贵金属大环有机物前驱体粉末的进一步热解还原和碳化一体化的工序。/n

【技术特征摘要】
1.一种可批量化放大的贵金属原子级分散的电化学催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)有机骨架结构材料的制备；
2)将有机骨架结构材料和贵金属离子的鳌合；
3)含分解型造孔剂的贵金属大环有机物前驱体混合物溶液的制备；
4)贵金属大环有机物前驱体混合物溶液的水热晶化处理，得到贵金属大环有机物前驱体粉末的工序；
5)贵金属大环有机物前驱体粉末的进一步热解还原和碳化一体化的工序。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1)中，在表面活性剂的作用下，大环有机分子结合和反应，形成稳定有机骨架结构材料。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤1)中，所述的大环有机分子结合和反应的温度范围为90～140℃，反应时间为0.5h～3.5h；
步骤1)所述的表面活性剂为离子型表面活性剂，表面活性剂占有机物投料比的3～15％；
步骤1)用于形成有机骨架的大环有机分子包括三种，一是具有亲核、亲电加成官能团的大环有机物I；二是具有杂环结构，易于发生亲核、亲电反应的大环有机物II；三是多羟基官能团大环有机物III，大环有机物I、II、III比例范围为1～4：1～4：1，占总有机物加入量的80～97％；碱加入量为0～5％。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中，向含有机骨架结构材料的溶液中加入含贵金属离子的稀溶液，使大环有机骨架结构材料和贵金属离子充分鳌合。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤2)所述的贵金属鳌合反应温度为90～140℃，反应时间为0.5h～3.5h；
步骤2)所述的贵金属稀溶液是Pt、Pd、Ir、Ru、Rh、Au、Ag贵金属元素的酸、碱、盐中的一种或几种；使用溶剂包括H2O、CH3CH2OH、乙二醇、丙醇、异丙醇中的一种或几种的混合溶液；溶液浓度为0.005～0.15mol/L。


6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵卿，王诚，王建龙，孙连国，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11