一种提高负载型铂基催化剂活性和稳定性的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高负载型铂基催化剂活性和稳定性的方法。包括：采用NaBH还原法合成铂基催化剂；将铂基催化剂加入到含氮前驱体配制的溶液/悬浮液中混合得到第一浆料；将其它金属的前驱体溶液在搅拌下滴加到第一浆料中，混合得到第二浆料；将第一浆料或第二浆料进行固液分离；将分离样品在惰性气氛或混合气氛下热处理。本发明专利技术通过原位热解含氮前驱体，从催化剂内部对载体和铂颗粒进行均匀地氮掺杂，提高氮含量，使铂的分散能力以及与载体间的结合力加强，引入非铂金属、催化含氮前驱体热解、降低热处理温度可避免金属颗粒高温烧结，保证贵金属的利用率，含氮前驱体同时作为碳源，在铂和非铂金属的催化作用下，进一步提高催化剂的稳定性。高催化剂的稳定性。高催化剂的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高负载型铂基催化剂活性和稳定性的方法


[0001]本专利技术属于电催化剂制备
，尤其属于电化学能量转化装置用电催化剂
，具体涉及一种提高负载型铂基催化剂活性和稳定性的方法。

技术介绍

[0002]随着近来全球能源需求的激增，同时人们环保意识不断增强，采用清洁可持续能源的要求也越来越迫切，其在全球能源中所占比例也在不断提升。氢燃料电池作为环境友好型能源技术受到了密切的关注，因其环保和高能效的特点而被认为是未来理想的能源之一。
[0003]目前质子交换膜燃料电池普遍使用的电催化剂为碳载铂基催化剂，但碳载铂基催化剂的耐久性及成本问题使得燃料电池的商业化应用仍有一定难度。提高催化剂的耐久性、活性和铂贵金属的利用率是目前亟待解决的关键技术问题，通常通过合金化、聚合物包覆、热处理、杂原子掺杂等技术来提高碳载铂催化剂的耐久性。但是，简单的合金化结构中存在非贵金属溶出等现象，导致铂基合金催化剂稳定性仍无法满足需求。
[0004]现有的负载型铂基催化剂热处理掺氮技术路线中，(1)在NH3/N2、NH3/Ar、NH3/H2等氛围中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高负载型铂基催化剂活性和稳定性的方法，其特征在于包括以下方法：(1)铂基催化剂的合成：采用NaBH还原法合成铂基催化剂；其中，铂在铂基催化剂中的质量含量为5～90％；铂以外其他金属元素包括Fe、Co、Ni、Cu、Ge、Zn、Sn、In、Ru或Ga中的一种或数种，其在铂基催化剂中的质量含量为0～50％；(2)氮掺杂：将上述得到的铂基催化剂加入到含氮前驱体配制的溶液/悬浮液中，混合均匀得到第一浆料；其中，含氮前驱体是尿素、吡啶、氰胺、双氰胺、三聚氰胺和苯胺中的一种或者多种任意比例的混合物，铂基催化剂与含氮前驱体的质量比为1:3～1:20，氮在最终合成的负载型铂基催化剂中的质量含量为0.1～10％；(3)其它金属引入：将其它金属的前驱体溶液在搅拌下滴加到第一浆料中，继续搅拌后高速剪切，充分混合得到第二浆料；其中，其它金属是Fe、Co、Ni、Cu、Ge、Zn、Sn、In、Ru或Ga中的一种或数种，其它金属在最终合成的负载型铂基催化剂中的质量含量为小于50％；(4)热处理：将第一浆料或第二浆料进行固液分离，得到固体样品；将固体样品在惰性气氛或混合气氛下热处理，热处理以2～10℃/min升温至200～800℃、恒温1～6小时；或将200～800℃分成数个升温温度段、以2～10℃/min升温、每段恒温1～6小时，然后以2～10℃/min或自然降温至室温；取出洗涤、干燥，得到负载型铂基催化剂。2.根据权利要求1所述的提高负载型铂基催化剂活性和稳定性的方法，其特征在于，铂基催化剂的合成包括：将至少含铂前驱体的溶液加入到已均匀分散并恒定搅拌的载体浆料中，继续搅拌2小时后，用0.2mol/L的NaOH或HNO3溶液将悬浮液pH调整至8～10，温度80℃，逐滴加入过量的硼氢化钠水溶液，继续搅拌2小时后冷却至室温后，洗涤至电导率小于10μS
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‑1；收集洗涤后的催化剂，在80℃的真空干燥箱中干燥12小时或冷冻干燥24小时，得到铂基催化剂。3.根据权利要求2所述的提高负载型铂基催化剂活性和稳定性的方法，其特征在于：所述铂前驱体包括氯铂酸及其盐、硝酸铂、乙酸铂中的一种或数种；负载型铂基催化剂中铂的质量含量为20～80％；铂以外其他金属前驱体包括硝酸盐、氯酸盐、乙酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈首先，周卫江，唐琪雯，鲜佳玲，乔红艳，杨惟翔，舒正龙，王云，陈启章，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：