一种钴硫氮修饰铂碳催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种钴硫氮修饰铂碳催化剂及其制备方法和应用。包括如下步骤：将含氮络合剂、过渡金属源化合物和含硫化合物溶解于水或者水‑醇混合溶剂，用溶液浸渍经过预处理的具有一定铂含量的铂碳催化剂；经过冷冻干燥，然后在高温下还原，即可制得钴硫氮修饰的铂碳催化剂，其中大部分钴与铂碳催化剂中的铂纳米粒子形成了铂钴金属间化合物，硫、氮以及少部分钴则掺杂到了碳载体中。除此之外，铂与铂钴纳米粒子经过高温处理后，有序度也得到了大幅度的提升。本发明专利技术钴硫氮修饰的铂碳催化剂与原未经修饰的铂碳催化剂相比较，具有活性更高、稳定性及耐久性更好的优点，对于提升目前广泛使用的铂碳类燃料电池催化剂的活性和耐久性具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源材料，涉及一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法及其应用。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池凭借其高可靠性、超低污染以及高功率密度等优势成为了全球能源和交通运输领域的重大支撑，目前广泛使用铂碳类催化剂用作燃料电池的阴极催化剂，存在铂使用量大带来的高成本问题、催化剂的衰减带来的燃料电池耐久性不足的问题；为了促进质子交换膜燃料电池的大规模商业化，需要进一步提高质子交换膜燃料电池的功率密度、降低成本。因此开发高性能的新型燃料电池催化剂，提升催化剂的活性和稳定性、减少贵金属铂的使用量和提升燃料电池的耐久性是目前最主要的研究方向。

2、通过对目前的商品催化剂进行修饰来实现提升催化剂的活性和耐久性是解决燃料电池催化剂目前存在问题的一条重要和便捷的途径。

3、中国专利技术专利cn 117317250a提出了一种提高铂基催化剂耐久性的方法，通过将铂碳催化剂与柠檬酸和尿素按比例混合后热处理的方法，将石墨烯量子点原位生长在铂纳米颗粒表面，实现了石墨烯量子点对铂纳米颗粒的“点包覆”结构，提升了催化剂的稳定性和电化学活性。

4、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述Pt/C催化剂包括铂含量为20％，40％以及60％的铂碳催化剂。

3.根据权利要求1所述一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述醇洗、水洗包括采用异丙醇、去离子水在低温下除去催化剂表面的油酯。

4.根据权利要求1所述一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述含硫化合物包括硫代硫酸钾、硫磺、硫脲、半胱氨酸或过硫酸铵；所述含氮络合剂包括2,2'-联吡啶、...

【技术特征摘要】

1.一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述pt/c催化剂包括铂含量为20％，40％以及60％的铂碳催化剂。

3.根据权利要求1所述一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述醇洗、水洗包括采用异丙醇、去离子水在低温下除去催化剂表面的油酯。

4.根据权利要求1所述一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述含硫化合物包括硫代硫酸钾、硫磺、硫脲、半胱氨酸或过硫酸铵；所述含氮络合剂包括2,2'-联吡啶、1,10-邻菲罗啉或氨基酸；所述溶剂为去离子水、无水乙醇、异丙醇、乙二醇、二甲基甲酰胺dmf中的一种以上；过渡金属钴源化合物为含有钴的酸或盐。

5.根据权利要求1所述一种钴硫氮修饰铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述含氮络合剂在溶剂中的浓度0.1～0.3mol l-1，所述含硫化合物在溶剂中的浓度0.1～0.3mol l-1；所述过渡金属钴源化合物在溶剂中的浓度0....

【专利技术属性】
技术研发人员：吉英明，廖世军，段典成，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：