高熵合金催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高熵合金催化剂及其制备方法，利用脉冲微波制备粒子分布均匀的低铂含量的高熵合金催化剂，能够通过以具有优异的催化能力和耐久性的高熵合金替代基于铂的催化剂，从而达到降低燃料电池的成本并且能够保持有效催化氧化还原反应的能力的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种合金催化剂及其制备方法，特别是粒子分布均匀的低铂含量的高熵合金催化剂及其制备方法。

技术介绍

1、常规燃料电池大多使用铂(pt)基催化剂。然而，由于铂的价格昂贵并且稀少，所以不利于广泛应用这种铂基催化剂。因此，需要研究具有相似催化活性和催化耐久性的非铂基催化剂或低铂含量的催化剂。

2、已经有研究利用高熵合金作为燃料电池中的催化剂，高熵合金(high-entropyalloys)通常由五种或五种以上得等比例或相对比例的金属所形成的新型合金，并且可以以各种组合和结构而构成。然而，由于制备高熵合金的困难，高熵合金催化剂的应用仅开始于数年前。

3、其中一种制备合金催化剂的方法为连续微波加热法，利用连续微波将金属(例如，pt-m(m＝co、sn、zn))沉积在各种碳载体(例如，如碳黑(xc-72)、碳纳米管和氧化石墨烯(graphene oxide，go)上以制备合金催化剂，但是连续微波加热法无法控制和分离成核以及生长的步骤，这会造成粒子分布不均匀的问题。因此，如何制备粒子分布均匀的合金催化剂，并且在减少铂含量的情况下保持或改善合金催化剂的催化活性及催化稳定性是重要的课题。

技术实现思路

1、本专利技术提供一种高熵合金催化剂及其制备方法，利用脉冲微波制备粒子分布均匀的低铂含量的高熵合金，能够通过以具有优异的催化能力和耐久性的高熵合金替代铂基催化剂，从而达到降低燃料电池的成本并且能够保持有效催化氧化还原反应的能力的效果。

2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种高熵合金催化剂，包含：载体，包含还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide，rgo)；和高熵合金，位于所述还原氧化石墨烯上；其中，所述高熵合金包含26.6原子百分比(at.％)至32.9at.％铂、11.2at.％至16.6at.％铝、14.9at.％至20.1at.％锰、3.8at.％至9.1at.％钴、15.6at.％至21.5at.％镍、0at.％至15.9at.％铁和0at.％至16.8at.％铜，且铁及铜不同时为0at.％。

3、此外，本专利技术还提供一种高熵合金催化剂的制备方法，包括：将含有多种金属离子的溶液加入碱性溶液中，随后加入乙二醇，其中，所述多种金属离子包含铂离子、铝离子、锰离子、钴离子和镍离子，并且所述多种金属离子更包含铁离子和/或铜离子；将氧化石墨烯分散于所述碱性溶液中以得到溶液；将所述溶液放入超声波水浴中进行超声波震荡以制备均相浆液；对所述均相浆液进行脉冲微波辐射以进行沉积反应；将反应完成的均相浆液离心以分离出粗产物；用去离子水洗涤粗产物数次并且将粗产物干燥以得到高熵合金催化剂。

4、本专利技术提供的高熵合金催化剂及其制备方法，利用脉冲微波制备粒子分布均匀的低铂含量的高熵合金，能够通过以具有优异的催化能力和催化耐久性的高熵合金替代铂基催化剂，从而达到降低燃料电池的成本并且能够保持有效催化氧化还原反应的能力的效果。

5、上面关于本
技术实现思路
的说明以及下面实施方式的说明是用于示例与解释本专利技术的精神与原理，并且为本专利技术的专利申请范围提供更进一步的解释。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，这些示例仅供说明本专利技术且不应被解释为限制本专利技术的范围。

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【技术保护点】

1.一种高熵合金催化剂，包含：

2.根据权利要求1所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金包含26.6at.％至31.6at.％铂、11.2at.％至16.2at.％铝、15.1at.％至20.1at.％锰、3.8at.％至8.8at.％钴、16.5at.％至21.5at.％镍、10.9at.％至15.9at.％铁和0at.％铜。

3.根据权利要求2所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金包含29.1at.％铂、13.7at.％铝、17.6at.％锰、6.3at.％钴、19.0at.％镍、13.4at.％铁和0at.％铜。

4.根据权利要求2或3所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金的平均粒径为2.41nm。

5.根据权利要求1所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金包含27.9at.％至32.9at.％铂、11.6at.％至16.6at.％铝、14.9at.％至19.9at.％锰、4.1at.％至9.1at.％钴、15.6at.％至20.6at.％镍、0at.％铁和11.8at.％至16.8at.％铜。

6.根据权利要求5所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金包含30.4at.％铂、14.1at.％铝、17.4at.％锰、6.6at.％钴、18.1at.％镍、0at.％铁和14.3at.％铜。

7.根据权利要求7所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金的平均粒径为2.35nm。

8.一种根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的高熵合金催化剂的制备方法，包括：

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【技术特征摘要】

1.一种高熵合金催化剂，包含：

2.根据权利要求1所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金包含26.6at.％至31.6at.％铂、11.2at.％至16.2at.％铝、15.1at.％至20.1at.％锰、3.8at.％至8.8at.％钴、16.5at.％至21.5at.％镍、10.9at.％至15.9at.％铁和0at.％铜。

3.根据权利要求2所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金包含29.1at.％铂、13.7at.％铝、17.6at.％锰、6.3at.％钴、19.0at.％镍、13.4at.％铁和0at.％铜。

4.根据权利要求2或3所述的高熵合金催化剂，其中，所述高熵合金的平均粒径为2.41nm。

5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李其鸿，麦启波，谢建德，
申请(专利权)人：皇冠新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：