【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种燃料电池，尤其是涉及。
技术介绍
燃料电池(Fuel Cell)是一种将燃料(如氢气、甲醇)和氧化剂(氧气、空气)的化学 能直接转化为电能的装置。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是燃料电池的一种，因其具有能 量转化效率高、清洁无污染、可在室温下快速启动等优点，已成为移动电源，尤其是电动汽 车动力源的理想电源。催化剂作为质子交换膜燃料电池的关键材料，其稳定性及活性是制 约质子交换膜燃料电池发展和商业化的重要因素。传统的质子交换膜燃料电池广泛采用的电催化剂大部分是以贵金属Pt或PtRu为 主要活性组分的金属/碳复合材料电催化剂，它采用碳基材料作为催化剂的载体，将纳米 级的金属颗粒负载到碳基材料表面，是高分子电解质电池和直接甲醇燃料电池(PEFCs和 DMFCs)最重要的电催化剂之一，比无载体的相应催化剂具有更高的催化活性，但是由于这 些金属/碳复合材料电催化剂存在硫使催化剂中毒以及碳黑中的微孔阻塞引起的质子传 输性能的下降等问题导致催化剂性能下降，同时这些碳黑容易在电催化过程中发生氧化， 导致金属纳米粒子从电极表面脱离、聚集，最终导致金属催化剂表面...
【技术保护点】
一种质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，采用贵金属为主要活性组分，ｓｐ２杂化的碳纳米材料作为催化剂的载体，其特征在于包括以下步骤：（１）ｓｐ２杂化的碳纳米材料的纯化将原料ｓｐ２杂化的碳纳米材料在１２０－１５０℃的条件下，通过质量分数浓度为３０％－７０％的浓ＨＮＯ↓［３］回流处理３－５ｈ，然后用蒸馏水洗涤至ＰＨ值为６－７，滤去液体后再在８０－１２０℃的条件下真空干燥１２－２４ ｈ，将真空干燥后得到的ｓｐ２杂化的碳纳米材料在惰性气体的气氛下，温度为 ３００－６００℃的条件下，煅烧３－５ｈ，除去杂质，得到纯化的ｓｐ２杂化的碳纳米材料；（２）ｓｐ２杂化的碳纳米材料的等离子体表面功能...
【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，采用贵金属为主要活性组分，sp2杂 化的碳纳米材料作为催化剂的载体，其特征在于包括以下步骤(1)sp2杂化的碳纳米材料的纯化将原料sp2杂化的碳纳米材料在120-150°C的条件下，通过质量分数浓度为30%-70% 的浓HNO3回流处理3- ，然后用蒸馏水洗涤至PH值为6-7，滤去液体后再在80_120°C的条 件下真空干燥12-24 h，将真空干燥后得到的sp2杂化的碳纳米材料在惰性气体的气氛下， 温度为300-600°C的条件下，煅烧3-5h，除去杂质，得到纯化的sp2杂化的碳纳米材料；(2)sp2杂化的碳纳米材料的等离子体表面功能化将步骤(1)纯化后得到的sp2杂化的碳纳米材料加入等离子体反应装置中，在压力 16-20 的条件下，对sp2杂化的碳纳米材料进行等离子体放电lO-lOOOmin，得到等离子体 表面功能化的sp2杂化的碳纳米材料；(3)贵金属与sp2杂化的碳纳米材料复合催化剂的制备过程a.配置贵金属含量为1.0-15. Omg/mL的金属盐前驱体溶液，还原剂与水的体积比为 (50 1) :1的含还原剂溶液；b.将步骤(2)得到的等离子体表面功能化的sp2杂化的碳纳米材料加入含还原剂溶 液中超声分散20-60min，然后一边搅拌一边加入金属盐前驱体溶液，用碱溶液调整PH值至 大于13，得到金属盐与sp2杂化的碳纳米材料的混合溶液，其中sp2杂化的碳纳米材料与含 还原剂溶液的质量体积比为20-30:1-5 (mg/ml)，金属盐前驱体溶液中的贵金属含量占sp2 杂化的碳纳米材料的质量百分比为1%飞0% ；c.将金属盐与sp2杂化的碳纳米材料的混合溶液加热到120-140°C，在惰性气体的气 氛下回流处理3、h，将回流处理后得到的混合溶液依次用乙醇和蒸馏水反复洗涤至所述的 混合溶液为无色透明且洗液中无氯离子为止，滤去液体后再在80-120°C的条件下真空干燥 12 24h，得到贵金属与sp2杂化的碳纳米材料复合催化剂，即质子交换膜燃料电池催化剂。2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于 所述的sp2杂化的碳纳米材料包括碳纳米管和二维碳纳米材料，所述的碳纳米管为多壁碳 纳米管，所述的二维碳纳米材料包括碳纳米片/墙和石墨烯。3.根据权利要求1所述的一种...
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