一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂及其制备方法。该方法包括以下步骤：向碳基底溶液中加入贵金属离子溶液和易挥发金属离子溶液，并分散均匀；再加入可溶性碳氮化合物溶液，混合均匀后冻干；将产物在惰性气氛下碳化，得到微孔碳包覆的纳米颗粒；将产物酸洗后再次碳化，得到微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂。与现有技术相比，本发明专利技术可以在碳基底上原位负载具有多孔碳包覆的贵金属Pt催化剂，可在不牺牲催化剂稳定性的前提下，抑制长循环过程中相邻铂颗粒的融合，克服现有Pt/C催化剂活性和稳定性难以兼得的难题。另外，该方法也为制备其他高活性、高稳定性多孔碳包覆贵金属催化剂提供参考。金属催化剂提供参考。金属催化剂提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电催化剂领域，具体涉及一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]氢燃料电池阴极反应，氧气还原反应(ORR)，涉及多步电子转移，动力学过程缓慢，高度依赖资源稀缺、价格高昂的贵金属铂(Pt)催化剂。这已成为限制氢燃料电池动力技术大规模产业化的主要因素。因此，在保持催化性能的前提下降低ORR催化剂中Pt的负载量，是目前降低燃料电池成本、推动燃料电池动力技术商业化亟需解决的问题。
[0003]现阶段降低Pt负载量的主要技术手段是减小催化剂尺寸，即制备超细的Pt纳米颗粒(≤5nm)，促使单位质量Pt提供更多的活性位点，以提高催化剂的电化学有效活性面积(ECSA)。但是，超细Pt纳米颗粒的热力学稳定性差，在启动和循环加载过程中易于通过物理聚结和/或Ostwald熟化过程聚集成大颗粒，导致ECSA和耐用性逐渐降低。另一方面，在Pt负载较低的条件下维持相同功率密度或电流密度也会导致O2和H2O输送速度增加，进而加速Pt原子溶解和Ostwald熟化，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：向碳基底溶液中加入贵金属离子溶液和易挥发金属离子溶液，并分散均匀；再加入可溶性碳氮化合物溶液，混合均匀后冻干；将产物在惰性气氛下碳化，得到微孔碳包覆的纳米颗粒；将产物酸洗后再次碳化，得到微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂。2.根据权利要求1所述的一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的易挥发金属为在700
‑
900℃易挥发的金属，包括锌。3.根据权利要求2所述的一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的造孔剂前驱体为锌盐溶液，包括氯化锌、硫酸锌、硝酸锌或乙酸锌水溶液。4.根据权利要求1所述的一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的碳基底包括碳气凝胶或科琴黑；所述的贵金属离子溶液包括四氯化铂、氯铂酸或氯铂酸钾水溶液；所述的可溶性碳氮化合物溶液为双氰胺或三聚氰胺水溶液。5.根据权利要求1所述的一种微孔碳包覆的铂纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，催化剂中贵金属含量为20
‑
50wt％；易挥发金属与贵金属的质量比为1:(0.5
‑
1)；可溶性碳氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈树进，陈广明，李笑晖，甘全全，戴威，
申请(专利权)人：上海神力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：