一种高效稳定的多孔PtCoV燃料电池阴极催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高效稳定的多孔PtCoV燃料电池阴极催化剂的制备方法，属于新能源纳米材料领域及催化技术领域。主旨在于解决了Pt催化剂中贵金属原子利用率低、活性有限、稳定性差等问题。主要方案为采用静电纺丝技术将四水合乙酸钴Co(Ac)<subgt;2</subgt;·4H<subgt;2</subgt;0、氧化二乙酰丙酮合钒C<subgt;10</subgt;H<subgt;14</subgt;O<subgt;5</subgt;V、氯铂酸H<subgt;2</subgt;PtCI<subgt;6</subgt;·6H<subgt;2</subgt;O与聚丙烯腈PAN、N，N‑二甲基甲酰胺构筑成PAN/Pt/Co/V复合纳米纤维，然后置于乙醇、水与氨水的混合溶液中，并加入正硅酸四乙酯，进行水解，在复合纤维表面包覆一层二氧化硅SiO<subgt;2</subgt;，随后进行高温热解与HF刻蚀，去除非活性的SiO<subgt;2</subgt;及过量的金属前驱体。利用过量过渡金属盐、PAN与SiO<subgt;2</subgt;包覆层的限域效应及高温驱动的柯肯达尔效应，有效制备了嵌在中空多孔碳纤维载体内的多孔PtCoV合金催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高效稳定的多孔ptcov燃料电池阴极催化剂的制备方法，属于新能源纳米材料领域及催化。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池作为可持续性清洁能源转化技术，可以将高能量密度的氢燃料转化为电能，在碳中和经济中发挥着关键作用。铂族金属是质子交换膜燃料电池中最高效的阴极氧还原反应催化剂。然而，已商业化的车用质子交换膜燃料电池pt的用量依然高达30g。考虑到pt资源的有限性和商业化成本，质子交换膜燃料电池的一个关键发展目标是将100kw电池组中pt催化剂的含量从30g降低到10g以下，燃料电池车才有可能实现大规模商业化应用。显然，提高pt基催化剂的活性、稳定性及pt的利用率是当前迫切需要解决的问题。

2、纳米技术的最新进展为提高催化效率、减少铂金用量提供了前景广阔的途径。通过在pt晶格中引入过渡金属来制造纳米结构的铂合金已成为一种有效的策略。这些合金得益于配体效应和应变效应，显著提高了催化剂的本征活性，从而可以在不影响性能的情况下减少铂的含量。容易忽略的是合金纳米颗粒内部依然埋藏了大量非功能性的贵金属原子。单原子pt催化剂可以实现pt原子的利本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高效稳定的多孔PtCoV燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于：首先将含有Co、V、Pt与聚丙烯腈PAN的N，N-二甲基甲酰胺溶液采用静电纺丝技术构筑成PAN/Pt/Co/V复合纳米纤维，然后在其表面包覆一层二氧化硅Si02，随后进行高温热解与HF刻蚀，最终得到嵌在中空多孔碳纤维载体内的多孔PtCoV合金催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种高效稳定的多孔PtCoV燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种高效稳定的多孔PtCoV燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，H2PtCl6·6H20、Co...

【技术特征摘要】

1.一种高效稳定的多孔ptcov燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于：首先将含有co、v、pt与聚丙烯腈pan的n，n-二甲基甲酰胺溶液采用静电纺丝技术构筑成pan/pt/co/v复合纳米纤维，然后在其表面包覆一层二氧化硅si02，随后进行高温热解与hf刻蚀，最终得到嵌在中空多孔碳纤维载体内的多孔ptcov合金催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种高效稳定的多孔ptcov燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种高效稳定的多孔ptcov燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，h2ptcl6·6h20、co(ac)2·4h20、c10h1405v、与pan的质量比为1：1.5：1.2：3.8；pan的n，n-二甲基甲酰胺溶液的质量百分浓度为11wt％。

4.根据权利要求2所述的一种高效稳定的多孔ptcov燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2中静电纺丝的电压为17kv，推速为0.003ml min-1，纺丝温度为50℃，注射器针尖与收集器间的距离为18cm。

5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴睿，赵磊，陈俊松，王俊杰，朱昭昭，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：