一种单原子分散的PtCo-N-C催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种单原子分散的PtCo

【技术实现步骤摘要】
一种单原子分散的PtCo
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N
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C催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于催化剂制备
，涉及一种单原子分散的催化剂，尤其涉及一种单原子分散的PtCo
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N
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C催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着有限化石燃料消费量的急剧增加，严重的空气污染和能源短缺问题已引起全球范围内的普遍关注，可持续清洁能源转换技术的发展已刻不容缓。质子交换膜燃料电池(PEMFCs)是一种高效的氢能转化技术，在减少碳排放和缓解能源危机等方面具有巨大的应用潜力。目前，由于PEMFC阴极氧还原反应在动力学上比较缓慢，需要广泛使用昂贵且稀有的铂基催化剂，故而阻碍了其进一步的大规模商业化应用。
[0003]针对上述问题，单原子分散的金属
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氮
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碳(M
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N
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C)催化剂是Pt纳米颗粒催化剂的良好替代品，具有成本低、活性高及其他独特优势，例如：均一的活性位点、高原子利用率和高本征活性。然而，目前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单原子分散的PtCo
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N
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C催化剂，其特征在于，所述PtCo
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N
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C催化剂中的Pt和Co分别呈单原子分散级别。2.根据权利要求1所述的PtCo
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N
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C催化剂，其特征在于，所述PtCo
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N
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C催化剂中Pt的负载量为1.0
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10.0wt.％；优选地，所述PtCo
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N
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C催化剂中Co的负载量为1.0
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10.0wt.％。3.一种如权利要求1或2所述PtCo
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N
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C催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)混合锌盐、钴盐和溶剂A，得到第一溶液；(2)混合有机配体和溶剂B，得到第二溶液；(3)混合步骤(1)所得第一溶液和步骤(2)所得第二溶液进行静置反应，固液分离后得到金属有机物；(4)将步骤(3)所得金属有机物经过焙烧处理，得到单原子分散的Co
‑
N
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C；(5)将铂前驱体溶液冷冻至固态，经紫外光照的还原作用得到单原子分散的Pt，并利用静电吸附作用将Pt负载于步骤(4)所得Co
‑
N
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C上，即得单原子分散的PtCo
‑
N
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C催化剂；其中，步骤(1)和(2)不分先后顺序。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锌盐包括硝酸锌，所述钴盐包括硝酸钴；优选地，步骤(1)所述第一溶液中Zn
2+
的浓度为0.4
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5mol/L，进一步优选为0.4
‑
2mol/L；优选地，步骤(1)所述第一溶液中n(Zn
2+
):n(Co
2+
)≥15:1；优选地，步骤(2)所述有机配体包括2
‑
甲基咪唑；优选地，步骤(2)所述第二溶液中有机配体的浓度为0.5
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10mol/L；优选地，步骤(1)所述溶剂A和步骤(2)所述溶剂B分别独立地包括甲醇、去离子水或二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述静置反应的温度为20
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40℃；优选地，步骤(3)所述静置反应的时间为20
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30h；优选地，步骤(3)所得金属有机物依次经过洗涤和干燥；优选地，所述洗涤采用的洗涤液包括甲醇、去离子水或二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述干燥包括真空干燥，且所述真空干燥的温度为20
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40℃。6.根据权利要求3
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5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述焙烧处理在石英管中进行，且向所述石英管中通入保护性气体；优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅宁，张坤，华文超，许开华，张子扬，杜柯，
申请(专利权)人：格林美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：