功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂及其制备方法和应用技术

本申请涉及一种功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂以及制备方法和应用，其制备方法由以下步骤组成：将负载有第一金属的碳材料和石墨烯混合，得到混合物还原气体和溶剂存在下，使所述混合物和第二金属的金属盐发生还原反应，取所述还原反应后的固相物质；在惰性气体和溶剂存在下，使所述还原反应后的固相物质和Pt盐发生金属置换反应；取所述置换反应后的固相物质和有机酸混合，在惰性气体存在下煅烧。本申请提供的制备方法提高了功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂在酸性介质ORR中的催化性能和稳定性，更有利于其应用于质子交换膜燃料电池中。电池中。电池中。

【技术实现步骤摘要】
功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及化学催化材料
，特别是涉及一种功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着不可再生的化石燃料的减少，全球能源危机逐步加剧。质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为新型清洁能源之一，具有广泛发展前景。氧还原反应(ORR)作为PEMFC的核心电化学反应，催化剂活性是制约ORR性能和PEMFC应用的最关键因素之一。除Pt系贵金属催化剂外，人们付出更多精力寻求成本更低，性能更高的催化剂，主要分为Pt基合金，过渡金属氧化物，非金属碳材料三大类。
[0003]目前，Pt基合金纳米材料因其优异的ORR催化活性是唯一用于酸性介质中的PEMFC催化剂。一般来说，Pt基合金催化剂需要负载于碳载体上才能发挥较好性能，主要的碳载体有炭黑，碳纳米管，石墨烯等。近年来石墨烯以优异的机械性能、热力学性能、良好导电性、电化学性能、抗电化学腐蚀性以及大比表面积成为最优异的催化剂载体之一。随着研究的不断深入，功能化石墨烯，即在石墨烯表面引入活性官能团对于提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：将负载有第一金属的碳材料和石墨烯混合，得到混合物；在还原气体和溶剂存在下，使所述混合物和第二金属的金属盐发生还原反应，取所述还原反应后的固相物质；在惰性气体和溶剂存在下，使所述还原反应后的固相物质和Pt盐发生金属置换反应；取所述置换反应后的固相物质和有机酸混合，在惰性气体存在下煅烧；其中，所述第一金属的金属活泼性弱于Pt，所述第二金属的金属活泼性强于Pt，所述制备方法中各步骤均在非碱性环境下进行。2.根据权利要求1所述的功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述第一金属包括Pd、Au、Rh、Ru和Ir中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述第二金属包括Cu、Fe、Co、Ni和Zn中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述第一金属和所述第二金属的金属盐中金属离子的摩尔比为(2～5)：1。5.根据权利要求4所述的功能化石墨烯负载的Pt基合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述第二金属的金属盐中金属离子和Pt盐中Pt离子的摩尔比为(0.5～1)：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珺，杜真真，王晶，于帆，李炯利，王旭东，
申请(专利权)人：北京石墨烯技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：