一种应用于氧还原的高稳定性碳负载铂铜催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于氧还原的高稳定性碳负载铂铜催化剂及其制备方法，属于质子交换膜燃料电池阴极催化材料领域；本发明专利技术碳负载铂铜催化剂通过三苯基膦将铂、铜离子同时键连，并用碳载体固定，经过化学还原，形成稳定前驱体，然后在惰性气氛下热解碳化制备得到；本发明专利技术碳负载铂铜催化剂具有短程有序紧密结合的PtCu相，可高效催化氧还原反应，并在长时加速耐久性试验后催化活性未衰减。速耐久性试验后催化活性未衰减。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于氧还原的高稳定性碳负载铂铜催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种应用于氧还原的超长稳定性的Pt基二元金属催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]氧还原反应(ORR)作为燃料电池和金属
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空气电池中重要的阴极反应得到了广泛研究。铂及铂系贵金属催化剂仍是当下最有效的氧还原催化剂。但是Pt基催化剂虽然活性较高，但在能源器件的长期运行中，不可避免地存在碳腐蚀和Ostwald熟化等现象，造成活性中心从载体上脱落，最终导致催化剂失活，从测试结果可以看到，商用Pt/C催化剂在10 000加速耐久性试验(ADT)后起始电位即衰减50mV左右。因此研发高性能、高稳定性的氧还原催化剂对质子交换膜燃料电池的实际应用具有重要意义。
[0003]前期的研究发现通过制备Pt
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M(Co、Ni、Cu等)合金是目前较为有效的提高铂系催化剂稳定性的方法。Pt
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M合金在制备过程或电化学反应过程中可以形成Pt
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壳结构，由此增强催化剂的稳定性。Chen等人通过内部蚀刻和热处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳负载铂铜催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将无机铂盐溶液、无机铜盐溶液、三苯基膦溶液滴加于乙醇中，混合搅拌20～40min，然后向所得混合溶液中滴加还原剂，搅拌还原2～5h，还原后的溶液记为溶液I；(2)称取过渡金属化合物溶解于甲醇中，搅拌10～30min，溶解后的溶液记为溶液II；称取有机配体溶解于甲醇中，搅拌10～30min，溶解后的溶液记为溶液III；步骤(2)中，过渡金属化合物为Zn(NO3)2·
6H2O或Ni(NO3)2·
6H2O；有机配体为二甲基咪唑；(3)先将步骤(1)所得溶液I加到步骤(2)所得溶液II中，混合搅拌10～20min，形成混合溶液，再将步骤(2)所得溶液III加到混合溶液中，继续搅拌5～8h，得到白色浑浊液，离心洗涤，真空烘干，得到白色金属有机框架前驱体粉末；(4)将步骤(3)所得前驱体粉末均匀铺满瓷舟，置于管式炉高温区位置，先向管式炉中持续通20～30min高纯N2除氧，流量设为80～100sccm，程序开始前，将高纯N2更换为高纯Ar，流量更换为20～50sccm，设置程序过程，在Ar氛围中以5℃/min的速率升温至700～1100℃，到达设定温度后保温1～4h，程序结束后管式炉温度降至200℃时，将气氛改成N2直至管式炉温度降至室温，得到PtCu/C催化剂粉末。2.如权利要求1所述的碳负载铂铜催...

【专利技术属性】
技术研发人员：施梅勤，闫玉峰，彭飞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：