一种锂空气电池铂基催化剂的制备方法技术

技术编号:8586307 阅读:187 留言:0更新日期:2013-04-17 23:43
本发明专利技术公开了一种简易、廉价的锂空气电池铂基催化剂的制备方法。该方法先将铂(及其合金组分)的化合物的溶液与炭载体充分搅拌混匀,然后利用喷雾干燥技术制得干粉体,再将干粉体在氢气氛中温和加热条件下还原。所制备的催化剂的活性组分在炭载体上分布均匀,对锂空气电池相关电催化反应具有优异的性能。本方法操作简单,无需过滤和洗涤,仅消耗少量廉价的化学药品,非常适合工业上大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种电催化剂的制备方法,特别涉及一种用于锂空气电池的钼基催化剂的制备方法。
技术介绍
锂空气电池具有比能量和比功率大以及体系轻等突出优点,是目前公认最具应用前景的电池技术,特别是在电动汽车及便携式电子设备等领域具有巨大的应用前景。然而目前由于催化剂性能的限制,锂空气电池性能离商业化还有一定的距离。目前性能最好的是炭负载的P·t基催化剂,这些Pt基催化剂的特征是粒度为几个纳米的Pt高分散地负载于具有高导电性、高比表面、抗腐蚀的炭载体上;在PtAu/C等合金催化剂中除了贵金属高分散的特征,还要求Pt与Au形成微观均匀的合金。虽然这些催化剂的制备方法已有不少报道,但操作都较复杂,成本较高。其中最具代表性的是Watanabe等报道的PtRu/C的制备方法(J. Electroanal. Chem. , 1987,229:395),这种方法虽然可以得到高分散的PtRu/C (粒度3 4nm),但操作步骤复杂难控,药品消耗多,而且纳米粉体的过滤分离十分困难、耗时,洗涤过程也容易导致贵重金属流失。
技术实现思路
本专利技术的目的提供ー种锂空气电池钼基催化剂的制备方法,这种方法操作简单,无需困难的过滤和洗涤エ序,以克服现有技术不足。本专利技术提供的技术方案是ー种锂空气电池钼基催化剂的制备方法,将钼或钼基合金组分的化合物的溶液与炭载体搅拌混合,然后在50°C 160°C下利用喷雾干燥技术,包括喷雾热解干燥和喷雾冷冻干燥,得到干粉体;将所得干粉体在100°C 300°C用氢气作为还原剂将炭表面金属化合物还原为金属或合金,即得本专利技术的钼基催化剂。所述的钼合金组分的化合物为Au、Ag、Ir,Ru、Pd,Os,Rh,Ta元素的可溶性化合物。所述钼的化合物的溶液以丙酮、ニ甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、ニ甲基亚砜或低级醇为溶剤。所述低级醇为甲醇、こ醇、丙醇、こニ醇或异丙醇。本专利技术所得催化剂的活性组分在炭载体上分布均匀,对锂空气电池相关电催化反应具有优异的性能。本方法操作简单,无需过滤和洗涤,仅消耗少量廉价的化学药品,非常适合エ业上大規模生产。具体实施例方式采用本专利技术的方法制备锂空气电池钼基催化剂先将钼或钼基合金组分的化合物的溶液与高比表面、高电导率的炭载体(如Carbot公司的VulcanXC-72)搅拌混合,在40 160°C的温度下,利用喷雾干燥技术制得干粉体,再将所制备的干粉体在100 300°C下用氢气作为还原剂将炭表面的钼或其合金元素的化合物还原为金属或合金,即得所需钼基催化剂。实施例1将IOg H2PtCl6 与 25g HAuCl4 溶于 IOOg こ醇,加入 150g 炭黑(Carbot 公司的Vulcan XC-72)并充分搅拌混匀;80°C下喷雾干燥;所得干粉体在180°C下用氢气还原0. 5小时,得所需PtAu/C催化剂。将所得的催化剂应用于锂空气电池,能源转换效率为90%。实施例2将30g H2PtCl6与20g RuCl3溶于IOOml异丙醇,加入200g炭黑(Carbot公司的Vulcan XC-72)并充分搅拌混匀;90°C喷雾干燥;所得干粉体在150°C下用氢气还原I小时,得所需PtRu/C催化剂。将所得的催化剂应用于锂空气电池,能源转换效率为87%。实施例3将8g H2PtCl6与IOg AgNO3溶于IOOml ニ甲基甲酰胺,加入200g炭黑(Carbot公司的Vulcan XC-72)并充分搅拌混匀;90°C喷雾干燥;所得干粉体在120°C下用氢气还原1. 5小时,得所需PtAg/C催化剂。将所 得的催化剂应用于锂空气电池,能源转换效率为85%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂空气电池铂基催化剂的制备方法,其特征在于:将铂或铂合金组分的化合物的溶液与炭载体搅拌混合,在50℃~160℃下利用喷雾干燥技术,包括真空喷雾热解干燥和真空喷雾冷冻干燥得到干粉体,再将所得干粉体在100℃~300℃用氢气作为还原剂将炭表面金属化合物还原为金属或合金,即得所需铂基催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种锂空气电池钼基催化剂的制备方法,其特征在于将钼或钼合金组分的化合物的溶液与炭载体搅拌混合,在50°C 160°C下利用喷雾干燥技术,包括真空喷雾热解干燥和真空喷雾冷冻干燥得到干粉体,再将所得干粉体在100°C 300°C用氢气作为还原剂将炭表面金属化合物还原为金属或合金,即得所需钼基催化剂。2.根据权利要求1所述的一种锂空气电池钼基催化剂的制备方法,其特征是所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:银凤翔王亮陈标华李国儒
申请(专利权)人:北京化工大学常州先进材料研究院
类型:发明
国别省市:

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