一种基于气相刻蚀的碳包覆合金PtCo及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于气相刻蚀的碳包覆合金PtCo，以导电炭黑、乙酰丙酮铂和乙酰丙酮钴为原料，首先，经过前驱体的高温热还原得到碳包覆合金前驱体，然后，经气相刻蚀和退火处理得到基于气相刻蚀的碳包覆合金。所得合金颗粒为有序结构，均匀分散，平均粒径为4.5‑5.0nm，合金颗粒外包覆的碳层厚度为0.1‑0.7nm；其制备方法包括以下步骤：1，前驱体的高温热还原；2，碳包覆合金前驱体的气相刻蚀和退火处理；其中，刻蚀气体为氨气或二氧化碳。作为燃料电池催化剂的应用时，起始高电位为750‑758mV，在加速衰减测试后，高电位为745‑754mV，电位损失值为4‑5mV；额定功率密度为938‑1076mW/cm<supgt;2</supgt;，在加速衰减测试后，额定功率密度为935‑1068mW/cm<supgt;2</supgt;，衰减值为3‑8mW/cm<supgt;2</supgt;。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池催化剂领域，具体涉及一种基于气相刻蚀的碳包覆合金ptco及其制备方法和应用。

技术介绍

1、氢燃料电池将化学能直接转化为电能无需经过卡诺循环，具有能量密度高、成本低、绿色环保、稳定性强和工作噪声低的优点，但是，氢燃料电池存在阴极氧还原反应的动力学缓慢的问题，导致燃料电池的输出功率和能量转换效率无法满足应用要求。目前常见的解决方案是采用铂碳和铂基合金作为催化剂，其基本原理为，通过将过渡金属与铂进行合金化，产生应力效应和配体效应，从而提升氧还原的催化活性。但是，铂基催化剂在实际应用中存在成本高、催化活性不足和循环稳定性无法满足要求的问题。目前提升铂基催化剂的活性和稳定性的常见方法包括引入过渡金属、化学刻蚀和构建核壳结构。

2、其中，构建碳包覆层可以有效抑制颗粒团聚和铂的溶出，从而提高铂碳或铂基合金催化剂长循环稳定性。例如，现有文献1([1]li z c,zou j x,et al.native ligandcarbonization renders common platinum nanoparticles highly du本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于气相刻蚀的碳包覆合金PtCo，其特征在于：以导电炭黑、乙酰丙酮铂和乙酰丙酮钴为原料，首先，经过前驱体的高温热还原得到碳包覆合金前驱体，然后，经气相刻蚀和退火处理得到基于气相刻蚀的碳包覆合金，简称为PtCo；所述碳包覆合金PtCo为有序结构。

2.根据权利要求1所述的碳包覆合金PtCo，其特征在于：所述碳包覆合金PtCo的合金颗粒均匀分散，平均粒径为4.5-5.0nm，合金颗粒外包覆的碳层厚度为0.1-0.7nm。

3.一种基于气相刻蚀的碳包覆合金PtCo的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于：所述步...

【技术特征摘要】

1.一种基于气相刻蚀的碳包覆合金ptco，其特征在于：以导电炭黑、乙酰丙酮铂和乙酰丙酮钴为原料，首先，经过前驱体的高温热还原得到碳包覆合金前驱体，然后，经气相刻蚀和退火处理得到基于气相刻蚀的碳包覆合金，简称为ptco；所述碳包覆合金ptco为有序结构。

2.根据权利要求1所述的碳包覆合金ptco，其特征在于：所述碳包覆合金ptco的合金颗粒均匀分散，平均粒径为4.5-5.0nm，合金颗粒外包覆的碳层厚度为0.1-0.7nm。

3.一种基于气相刻蚀的碳包覆合金ptco的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于：所述步骤1中，导电炭黑、乙酰丙酮铂和乙酰丙酮钴的质量比为5：4：4。

5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于：所述步骤1中，高温热还原的条件为，在混合气体条件下，高温热还原温度为800-900℃，高温热还原时间为1h；

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志有，伍桂明，朱志鹏，孙世刚，
申请(专利权)人：衢州高端电子化学品创新研究院，
类型：发明
国别省市：