一种基于双金属氧化物复合材料载体的铂催化剂制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于双金属氧化物复合材料载体的铂催化剂制备方法，包括如下步骤：第一，将

【技术实现步骤摘要】
一种基于双金属氧化物复合材料载体的铂催化剂制备方法


[0001]本专利技术属于燃料电池催化剂
，具体地，涉及一种基于双金属氧化物复合材料载体的铂催化剂制备方法
。

技术介绍

[0002]基于铂碳催化剂的燃料电池在实际工况运行中，由于广泛存在的碳腐蚀问题会引发
Pt
纳米颗粒的迁移
、
溶解和聚集，从而降低了铂原子的利用效率
。
上述现象主要是因为碳材料在燃料电池运行过程中的热力学不稳定导致的
。
因此，开发设计新型的催化剂载体材料来代替传统的碳载体，可以有效地解决催化剂的碳载体腐蚀问题，从而增强并稳定催化剂的耐久性与催化能力
。
[0003]氧化锡与铂金属颗粒之间所形成的
Pt
‑
Sn
金属键，比碳载体与铂金属颗粒之间的相互作用更强，可改善
Pt
催化剂在高电位环境下的耐久性，也可以进一步限制
Pt
颗粒的团聚
。
但是，氧化锡的电子导电性低于碳材料载体
。
在众多的金属氧化物中，三氧化钨的化学性质很稳定，导电性高于很多金属氧化物，并且具有很强的耐酸性，因此三氧化钨可以替代碳材料作为燃料电池催化剂载体，提升催化剂的抗腐蚀性和使用寿命以及良好的抗
CO
毒化能力
。
[0004]综上所述，本专利技术首次提出将
WO3与
SnO2两种金属氧化物的各自优势结合起来，设计并开发了一种复合材料载体，用以提升催化剂的稳定性和电化学活性
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种基于双金属氧化物复合材料载体的铂催化剂制备方法
。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种基于双金属氧化物复合材料载体的铂催化剂制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)
称取
SnO2纳米球粉体与表面活性剂，超声分散在溶剂中，得到混合物分散液
A
；
[0009](2)
将碱溶液缓慢加入到所得混合物分散液
A
中，再加入可溶性钨盐溶液搅拌，静置
、
过滤
、
清洗
、
干燥，得到混合物
B
；
[0010](3)
将混合物
B
热处理，得到
WO3纳米颗粒分散在
SnO2纳米球表面的复合材料
C
；
[0011](4)
将含铂离子的水溶液的加入到步骤3所得复合材料
C
的分散液中混合均匀，得到混合分散液
D
；
[0012](5)
将还原剂加入到所得混合分散液
D
中，继续搅拌，加热保温，即得所述铂催化剂
(WO3纳米颗粒
@SnO2纳米球复合材料负载铂催化剂
)。
[0013]优选地，在步骤
(1)
中，表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵
、
十二烷基苯磺酸钠
、
十二烷基硫酸钠
、
聚乙烯醇
、
聚乙烯吡咯烷酮
、
聚氧乙烯醚
、
三聚磷酸钠
、Trion
‑
100、
硬脂酸
、
月桂酸
、
油酸
、
全氟烷基硅烷中的一种或几种
。
[0014]优选地，在步骤
(1)
中，所述的
SnO2纳米球的一次颗粒粒径为
10nm
‑
100nm。
[0015]优选地，在步骤
(1)
中，
SnO2纳米球粉体与表面活性剂的质量比为
30
‑
40
：4‑
5。
[0016]优选地，在步骤
(2)
中，所述的碱溶液包括氨水
、
氢氧化钠
、
氢氧化钾
、
氢氧化锂
、
碳酸钠
、
碳酸氢钠溶液中的一种或几种
。
[0017]优选地，在步骤
(2)
中，所述的碱
(OH
‑
)
与可溶性钨盐的摩尔比为1‑
20
：
1。
可溶性钨盐为
WCl6。
[0018]优选地，在步骤
(3)
中，所述的热处理的温度为
30031000℃
，时间为
1312
小时，在空气气氛下
。
所述的
WO3纳米颗粒
2nm
‑
50nm。WO3纳米颗粒均匀分布在
SnO2纳米球上
。
但
WO3并非完整的包覆层结构
(
通过原料的用量比例，形成有空隙的均匀分散分布
)
，以便
Pt
与
SnO2接触形成了
Pt
‑
Sn
金属键
。
[0019]优选地，在步骤
(3)
中，所述的
WO3与
SnO2的质量比为1：1‑
50
，优选1：2‑
20。
质量比过大，
WO3颗粒发生团聚且与
SnO2发生脱离，质量比过低，
WO3颗粒密度过低，协同效果不明显
。
[0020]优选地，在步骤
(4)
中，含铂离子的水溶液包括铂盐
、
铂基金属配合物
、
铂基金属络合物水溶液中的一种或多种
。
铂盐包括氯铂酸
、
氯铂酸钠
、
氯铂酸钾中的一种或多种
。
所述含铂离子的水溶液中还可包括过渡金属离子，过渡金属离子与铂的原子比为1：
(1
‑
10)
，其中过渡金属包括金属钴
、
镍
、
锰
、
铁
、
铜
、
钯
、
铱
、
钌中的一种或多种
。
[0021]优选地，在步骤
(5)
中，所述还原剂包括抗坏血酸
、
硼氢化钠
、
水合肼
、
乙二醇
、
丙三醇中的一种或多种
。
[0022]优选地，在步骤
(5)
中，加热保温的温度为
55
‑
65℃
，时间为7‑9小时
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于双金属氧化物复合材料载体的铂催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
称取
SnO2纳米球粉体与表面活性剂，超声分散，得到混合物分散液
A
；
(2)
将碱溶液缓慢加入到混合物分散液
A
中，再加入可溶性钨盐溶液搅拌，过滤得到混合物
B
；
(3)
将混合物
B
热处理，得到
WO3纳米颗粒分散在
SnO2纳米球表面的复合材料
C
；
(4)
将含铂离子的水溶液的加入到复合材料
C
的分散液中混合均匀，得到混合分散液
D
；
(5)
将还原剂加入到混合分散液
D
中，继续搅拌，加热保温，即得所述铂催化剂
。2.
根据权利要求1所述的铂催化剂制备方法，其特征在于，在步骤
(1)
中，表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵
、
十二烷基苯磺酸钠
、
十二烷基硫酸钠
、
聚乙烯醇
、
聚乙烯吡咯烷酮
、
聚氧乙烯醚
、
三聚磷酸钠
、Trion
‑
100、
硬脂酸
、
月桂酸
、
油酸
、
全氟烷基硅烷中的一种或几种
。3.
根据权利要求1所述的铂催化剂制备方法，其特征在于，在步骤
(1)
中，所述的
SnO2纳米球的一次颗粒粒径为
10nm
‑
100nm。4.
根据权利要求1所述的铂催化剂制备方法，其特征在于，在步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴若飞，朱凤鹃，吴爱明，郑文，王丽娜，祝乾伟，夏国锋，王超，
申请(专利权)人：上海唐锋能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：