一种铂碳催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种铂碳催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括碳载体和负载于其上的铂金属，所述碳载体为硫氮掺杂的碳材料；在该催化剂的XPS分析中，在160ev～170ev之间，只有噻吩型硫的特征峰。本发明专利技术的铂碳催化剂用于氧还原反应时，具有优异的质量比活性、其稳定性和ECSA。ECSA。ECSA。

【技术实现步骤摘要】
一种铂碳催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种铂碳催化剂及其制备方法和应用，特别涉及一种硫氮掺杂的铂碳催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种不经过燃烧，直接将燃料的化学能以电化学反应方式转变为电能的发电装置，其具有能量密度高、启动快、能量转化效率高、污染小等优点，被认为是最有可能大规模替代现有能源技术的新型能源技术。其中，氢燃料电池是目前主流的燃料电池技术，而催化剂和质子交换膜又是氢燃料电池技术的核心。
[0003]掺杂原子的碳材料可直接用作氧还原反应的催化剂。在用作氧还原催化剂时，已有文献报道在碳材料中掺入氮、磷、硼、硫、氟、氯、溴、碘等元素，其中氮与碳原子半径接近，容易进入碳晶格中，是最常用的掺杂元素。尽管将掺杂碳材料作为燃料电池催化剂的文献报道较多，并且一些研究结果展现了较好的活性，但与铂碳催化剂相比尚有较大差距，距离商业化应用还较远。
[0004]铂碳催化剂是目前最成熟的氢燃料电池催化剂，但对于大规模商业应用来说，铂碳催化剂仍有不足之处。一方面，铂的价格昂贵，其成本约占燃料电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铂碳催化剂，其特征在于，包括碳载体和负载于其上的铂金属，所述碳载体为硫氮掺杂碳材料；所述催化剂的XPS分析的S
2P
谱峰中，在160ev～170ev之间，只有噻吩型硫的特征峰。2.按照权利要求1所述的铂碳催化剂，其特征在于，所述催化剂的XPS分析的N
1s
谱峰中，除399ev～400.5ev之间有特征峰外，在390ev～410ev之间没有其他的特征峰。3.按照权利要求1所述的铂碳催化剂，其特征在于，以催化剂的质量为基准，铂的质量分数为20％～70％，优选为40％～70％。4.按照权利要求1所述的铂碳催化剂，其特征在于，所述噻吩型硫的特征峰位于163.4
±
0.5ev和164.7
±
0.5ev。5.按照权利要求1所述的铂碳催化剂，其特征在于，所述硫氮掺杂碳材料为硫氮掺杂导电炭黑、硫氮掺杂石墨烯或硫氮掺杂碳纳米管。6.一种铂碳催化剂的制备方法，包括：(1)制造硫氮掺杂碳材料的步骤；和(2)以步骤(1)中所得硫氮掺杂碳材料为载体，负载铂的步骤；其中的步骤(1)包括掺杂硫的操作和掺杂氮的操作；所述掺杂硫的操作包括：将碳材料置于含噻吩的惰性气体中，于1000℃～1500℃处理0.5h～10h；所述的掺杂氮的操作在所述掺杂硫的操作之前、之后或同时进行。7.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于，噻吩的质量以其所含硫的质量计，所述碳材料与噻吩的质量比为20：1～2：1。8.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂硫的操作中，所述温度为1150℃～1450℃。9.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于，氮源的质量以其所含氮元素的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣峻峰，赵红，王厚朋，张家康，彭茜，顾贤睿，谢南宏，顾方伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：