CN101298048A - 一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的方法，属于燃料电池技术领域。本发明将市售碳纳米管先用浓硝酸纯化，再用过氧化氢和浓硫酸的混酸处理得到功能化的碳纳米管。然后将功能化的碳纳米管与部分铂盐和全部过渡金属M盐在多元醇溶剂中搅拌回流一定时间后，加入剩余的铂盐继续回流，冷却，离心洗涤，烘干，最后在氢气气氛中热处理，得到碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂。采用本发明制备的碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂具有很好的稳定性和氧还原催化活性，可以替代同类商品化催化剂。

Description

一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的方法
一、技术领域：
本发明属于燃料电池技术领域，特别涉及一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的方法。
二、背景技术：
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种直接将化学能转化为电能的装置。它具有能量转化效率高、环境友好、操作温度低、低温快速启动、寿命长、比功率与比能量高等突出特点，特别适用于用作移动电源，是电动汽车的理想能源，也是国内外研究的热点。目前，由于技术的不断进步，工业化和商业化趋势日益明显。它的关键材料之一是电极催化剂，其活性直接影响电池的性能。贵金属铂具有卓越的催化活性，长期以来一直被视作理想的PEMFC催化剂。然而，目前使用的贵金属铂催化剂均以纳米级颗粒的形式高分散的担载在载体(一般为碳)上，贵金属催化剂与碳载体之间的电子结构差异性大，只依靠弱相互作用黏附在一起，铂纳米粒子很容易在载体表面迁移、团聚长大，致使催化剂表面积减小，催化活性降低。另外，碳载体在使用过程中容易被腐蚀，导致催化剂的流失，催化活性降低，使用寿命缩短。另一方面，低温燃料电池的极化主要在氧电极，为减少氧电极的极化，还需要进一步提高催化剂的氧还原催化活性。
为解决催化剂的稳定性差和氧还原催化活性低的问题，主要采用的方法有：(1)选择具有独特的电子结构、高的比表面积、电阻低、耐腐蚀的碳纳米管(CNTs)作为载体，然后通过液相浸渍法(CN02137246.2)、甲醛还原法(CN200410009870.1)、微波辐射加热法(CN02160191.7)、乙二醇回流法(CN200410008326.5)等制得铂/碳纳米管催化剂，然而，这些官能团不能与铂形成强的化学键，一般通过弱的范德华力等非共价键形式结合，因而采用上述单纯将铂担载到CNT上的方法所得催化剂的稳定性仍然较差；(2)采用铂与过渡金属(如Cr、Co、Ni、V、Ti、Mn、Fe等)合金作为氧还原催化剂，中国发明专利CN1423355A公开了一种“质子交换膜电解质燃料电池碳载铂铁合金电催化剂及其制备方法”，该方法通过氢气还原的方法将铂铁合金担载到碳粉上，该方法在一定程度上提高了催化剂的氧还原活性，但是该方法所制得的催化剂随着碳粉载体的腐蚀，铂纳米粒子不可避免的将会流失。因而该方法并不能解决铂/碳催化剂的稳定性问题。
三、发明内容：
本发明的目的是针对现有铂基催化剂稳定性和氧还原活性较差的缺点，提供一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的方法。一方面，CNTs作为载体还可以在一定程度上避免碳载体的腐蚀，进一步的提高催化剂的稳定性；另一方面，通过缺电子过渡金属元素的加入改变铂催化剂的电子因素，增加铂的5d空穴轨道，使铂催化剂更容易接受CNTs上含氧基团的π分子轨道电子而形成较强的吸附键，从而将铂牢固的锚定到CNTs载体上，提高整个催化剂的稳定性和氧还原活性。
本发明的目的是这样实现的：一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的方法，其具体方法步骤如下：
(1)、碳纳米管的纯化
称取1g市售碳纳米管(深圳比尔科技有限公司)，加入160ml浓硝酸，加热回流3小时，冷却，超纯水稀释，滤出上层清液，多次离心洗涤，烘干，研磨后得到纯化的碳纳米管。
(2)、碳纳米管的功能化
称取1g纯化后的碳纳米管，加入100ml体积比为1∶4的30％过氧化氢和浓硫酸的混酸中，超声振荡搅拌3小时，超纯水稀释，静置24小时后滤出上层清液，多次离心洗涤，烘干，研磨后得到功能化的碳纳米管。
(3)、碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶铂盐∶过渡金属M盐的质量比为1∶1～2∶0.1～1.3称取功能化的碳纳米管、铂盐和过渡金属M盐，分别向过量的多元醇溶剂中加入10％～30％的铂盐、全部的功能化碳纳米管和全部的过渡金属M盐。超声波振荡0.5～1小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于180～250℃下油浴搅拌回流1～2小时后，再将剩余的90％～70％的铂盐加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流2.5～3.5小时后冷却至室温。然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中150～250℃下处理0.5～2小时，得到碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂。
其中所述铂盐为的氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸钠的其中之一；过渡金属M盐为硝酸镍、氯化镍、硝酸铁、硝酸钴的其中之一；多元醇为乙二醇或1，5-戊二醇的其中之一。
本发明采用上述技术方案后，主要有以下优点：
(1)、引入碳纳米管(CNTs)作为载体可以在一定程度上避免碳载体的腐蚀，延长催化剂的寿命。
(2)、通过缺电子过渡金属元素的加入改变铂催化剂的电子因素，增加铂的5d空穴轨道，使铂催化剂更容易接受CNTs上含氧基团的π分子轨道电子而形成较强的吸附键，从而将铂牢固的锚定到CNTs载体上，提高整个催化剂的稳定性和氧还原活性。
采用本发明制备的碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂具有氧还原活性高、催化剂稳定性好的优点，可广泛作为以氢气和甲醇为燃料的质子交换膜燃料电池的催化剂。以本发明所制得的催化剂其氧还原催化性能和稳定性明显优于英国Jonhson-Matthey公司的商业化Pt/C催化剂。
四、附图说明：
图1为实施例1制得的碳纳米管上镍锚定铂催化剂的循环伏安曲线图。
图中曲线1～4是以实施例1制备的碳纳米管上镍锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂环为对电极，氮气饱和0.5mol/L硫酸水溶液为电解液，扫描速度为50mV/s条件下的循环伏安曲线图。其中曲线1的扫描圈数为第1圈，曲线2的扫描圈数为第500圈，曲线3的扫描圈数为第1000圈，曲线4的扫描圈数为第1500圈。
图2为实施例3制得的碳纳米管上铁锚定铂催化剂的循环伏安曲线图。
图中曲线1～4是以实施例3制备的碳纳米管上铁锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂环为对电极，氮气饱和0.5mol/L硫酸水溶液为电解液，扫描速度为50mV/s条件下的循环伏安曲线图。其中曲线1的扫描圈数为第1圈，曲线2的扫描圈数为第500圈，曲线3的扫描圈数为第1000圈，曲线4的扫描圈数为第1500圈。
图3为实施例5制得的碳纳米管上钴锚定铂催化剂的循环伏安曲线图。
图中曲线1～4是以实施例5制备的碳纳米管上钴锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂环为对电极，氮气饱和0.5mol/L硫酸水溶液为电解液，扫描速度为50mV/s条件下的循环伏安曲线图。其中曲线1的扫描圈数为第1圈，曲线2的扫描圈数为第500圈，曲线3的扫描圈数为第1000圈，曲线4的扫描圈数为第1500圈。
图4为Jonhson-Matthey商业化Pt/C(铂质量百分比40％)催化剂的循环伏安曲线图。
图中曲线1～4是以对比实验的Jonhson-Matthey商业化Pt/C催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂环为对电极，氮气饱和0.5mol/L硫酸水溶液为电解液，扫描速度为50mV/s条件下的循环伏安曲线图。其中曲线1的扫描圈数为第1圈，曲线2的扫描圈数为第500圈，曲线3的扫描圈数为第1000圈，曲线4的扫描圈数为第1500圈。
图5分别为实施例1、实施例3和实施例5所得催化剂与Jonhson-Matthey商业化Pt/C(铂质量百分比40％)催化剂的电化学表而积变化率与扫描圈数的关系图。
图中：曲线1是以实施例1所得碳纳米管上镍锚定铂催化剂的电化学表面积变化率与扫描圈数的关系图；曲线2是以实施例3所得碳纳米管上铁锚定铂催化剂的电化学表面积变化率与扫描圈数的关系图；曲线3是以实施例5所得碳纳米管上钴锚定铂催化剂的电化学表面积变化率与扫描圈数的关系图；曲线4是Jonhson-Matthey商业化Pt/C催化剂的电化学表面积变化率与扫描圈数的关系图。
图6分别为实施例1、实施例3和实施例5制得碳纳米管上镍锚定铂催化剂、碳纳米管上铁锚定铂催化剂和碳纳米管上钴锚定铂催化剂与对比实验的催化剂的线性扫描曲线图。
图中：曲线1是以实施例1制备的碳纳米管上镍锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，氧气饱和0.5mol/L硫酸水溶液为电解液，扫描速度为50mV/s条件下的线性扫描曲线图。
曲线2是以实施例3制备的碳纳米管上铁锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，氧气饱和0.5mol/L硫酸水溶液为电解液，扫描速度为50mV/s条件下的线性扫描曲线图。
曲线3是以实施例5制备的碳纳米管上钴锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，氧气饱和0.5mol/L硫酸水溶液为电解液，扫描速度为50mV/s条件下的线性扫描曲线图。
曲线4是以对比实验的催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，氧气饱和0.5mol/L硫酸水溶液为电解液，扫描速度为50mV/s条件下的线性扫描曲线图。
五、具体实施方式：
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
实施例1
(1)、碳纳米管的纯化
称取1g市售碳纳米管(深圳比尔科技有限公司)，加入160ml浓硝酸，加热回流3小时，冷却，超纯水稀释，滤出上层清液，多次离心洗涤，烘干，研磨后得到纯化的碳纳米管。
(2)、碳纳米管的功能化
称取1g纯化后的碳纳米管，加入100ml体积比为1∶4的30％过氧化氢和浓硫酸的混酸中，超声振荡搅拌3小时，超纯水稀释，静置24小时后滤出上层清液，多次离心洗涤，烘干，研磨后得到功能化的碳纳米管。
(3)、碳纳米管上镍锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸∶硝酸镍的质量比为1∶1.5∶1.3称取功能化的碳纳米管、氯铂酸和硝酸镍，分别向过量的乙二醇溶剂中加入10％的氯铂酸、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸镍。超声波振荡1小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于180℃下油浴搅拌回流2小时后，再将剩余的90％的氯铂酸加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流3小时后冷却至室温。然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中150℃下处理0.5小时，得到碳纳米管上镍锚定铂催化剂。
(4)、碳纳米管上镍锚定铂催化剂的稳定性测试
采用三电极体系，以第(3)步制得的碳纳米管上镍锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，在氮气饱和的0.5mol L-1的硫酸溶液中进行循环伏安扫描评价催化剂的稳定性，对应图1。
(5)、碳纳米管上镍锚定铂催化剂的氧还原催化活性测试
采用三电极体系，以第(3)步制得的碳纳米管上镍锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，在氧气饱和的0.5mol L-1的硫酸溶液中进行线性扫描评价催化剂的氧还原催化活性，对应图6。
实施例2
步骤(1)-(2)同实施例1中步骤(1)-(2)。
(3)、碳纳米管上镍锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸钾∶氯化镍的质量比为1∶2∶0.1称取功能化的碳纳米管、氯铂酸钾和氯化镍，分别向过量的1，5-戊二醇溶剂中加入30％的氯铂酸钾、全部的功能化碳纳米管和全部的氯化镍。超声波振荡0.5小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于250℃下油浴搅拌回流1小时后，再将剩余的70％的氯铂酸钾加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流3.5小时后冷却至室温。然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中180℃下处理2小时，得到碳纳米管上镍锚定铂催化剂。
实施例3
步骤(1)-(2)同实施例1中步骤(1)-(2)。
(3)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸钠∶硝酸铁的质量比为1∶1∶0.7称取功能化的碳纳米管、氯铂酸钠和硝酸铁，分别向过量的乙二醇溶剂中加入20％的氯铂酸钠、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸铁。超声波振荡0.8小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于180℃下油浴搅拌回流1.5小时后，再将剩余的80％的氯铂酸钠加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流2.5小时后冷却至室温。然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中150℃下处理1.5小时，得到碳纳米管上铁锚定铂催化剂。
(4)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂的稳定性测试
采用三电极体系，以第(3)步制得的碳纳米管上铁锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，在氮气饱和的0.5mol L-1的硫酸溶液中进行循环伏安扫描评价催化剂的稳定性，对应图2。
(5)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂的氧还原催化活性测试
采用三电极体系，以第(3)步制得的碳纳米管上铁锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，在氧气饱和的0.5mol L-1的硫酸溶液中进行线性扫描评价催化剂的氧还原催化活性，对应图6。
实施例4
步骤(1)-(2)同实施例1中步骤(1)-(2)。
(3)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸∶硝酸铁的质量比为1∶1.8∶0.6称取功能化的碳纳米管、氯铂酸和硝酸铁，分别向过量的1，5-戊二醇溶剂中加入10％的氯铂酸、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸铁。超声波振荡0.5小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于200℃下油浴搅拌回流1.5小时后，再将剩余的90％的氯铂酸加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流3小时后冷却至室温。然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中200℃下处理1小时，得到碳纳米管上铁锚定铂催化剂。
实施例5
步骤(1)-(2)同实施例3中步骤(1)-(2)。
(3)、碳纳米管上钴锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸钾∶硝酸钴的质量比为1∶1.5∶0.5称取功能化的碳纳米管、氯铂酸钾和硝酸钴，分别向过量的乙二醇溶剂中加入10％的氯铂酸钾、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸钴。超声波振荡1小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于180℃下油浴搅拌回流2小时后，再将剩余的90％的氯铂酸钾加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流3.5小时后冷却至室温。然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中250℃下处理0.5小时，得到碳纳米管上钴锚定铂催化剂。
(5)、碳纳米管上钴锚定铂催化剂的稳定性测试
采用三电极体系，以第(3)步制得的碳纳米管上钴锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，在氮气饱和的0.5mol L-1的硫酸溶液中进行循环伏安扫描评价催化剂的稳定性，对应图3。
(4)、碳纳米管上钴锚定铂催化剂的氧还原催化活性测试。
采用三电极体系，以第(3)步制得的碳纳米管上钴锚定铂催化剂制备的电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂丝为对电极，在氧气饱和的0.5mol L-1的硫酸溶液中进行线性扫描评价催化剂的氧还原催化活性，对应图6。
实施例6
步骤(1)-(2)同实施例3中步骤(1)-(2)。
(3)、碳纳米管上钴锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸∶硝酸钴的质量比为1∶1.5∶1称取功能化的碳纳米管、氯铂酸和硝酸钴，分别向过量的1，5-戊二醇溶剂中加入30％的氯铂酸、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸钴。超声波振荡0.8小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于250℃下油浴搅拌回流1小时后，再将剩余的70％的氯铂酸加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流2.5小时后冷却至室温。然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中200℃下处理1小时，得到碳纳米管上钴锚定铂催化剂。
对比实验1
Jonhson-Matthey商业化Pt/C(铂质量百分比40％)催化剂的稳定性测试同实施例1中步骤(4)，循环伏安稳定性实验如图4所示，氧还原催化活性测试同实施例1中步骤(5)，氧还原催化活性实验如图6所示，电化学表面积的变化率如图5曲线4所示，从图5中曲线4可见Jonhson-Matthey商业化Pt/C催化剂的电化学表面积在循环扫描1500圈后下降了80％，催化剂的稳定性较差。
本发明的试验结果：
比较图1、2、3、4可以看出，在循环扫描1500圈后，采用本发明所制得的碳纳米管上镍锚定铂催化剂(图1)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂(图2)和碳纳米管上钴锚定铂催化剂(图3)的氢吸脱附区面积仅有少量减少，而Jonhson-Matthey商业化Pt/C催化剂的氢吸脱附区面积(图4)却有了非常明显的减小。
从图5中可以更加直观的看出在循环扫描1500圈后采用本发明所制得的碳纳米管上镍锚定铂催化剂(图5中曲线1)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂(图5中曲线2)和碳纳米管上钴锚定铂催化剂(图5中曲线3)的电化学表面积仅分别下降了20％、30％和30％，而Jonhson-Matthey商业化Pt/C催化剂的电化学表面积却下降了80％。由此可见采用本发明所制得的碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂显示出了优异的稳定性。
从图6可以看出，采用本发明所制得的碳纳米管上镍锚定铂催化剂(图6中曲线1)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂(图6中曲线2)和碳纳米管上钴锚定铂催化剂(图6中曲线3)的电化学活性明显高于Jonhson-Matthey商业化Pt/C催化剂。由此可见采用本发明所制得的碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂显示出了优异的电化学活性。

Claims (8)

1、一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备方法，具体的方法步骤包括
(1)、碳纳米管的纯化
称取1g市售碳纳米管(深圳比尔科技有限公司)，加入160ml浓硝酸，加热回流3小时，冷却，超纯水稀释，滤出上层清液，多次离心洗涤，烘干，研磨后得到纯化的碳纳米管；
(2)、碳纳米管的功能化
称取1g纯化后的碳纳米管，加入100ml体积比为1∶4的30％过氧化氢和浓硫酸的混酸中，超声振荡搅拌3小时，超纯水稀释，静置24小时后滤出上层清液，多次离心洗涤，烘干，研磨后得到功能化的碳纳米管；
其特征在于：
(3)、碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶铂盐∶过渡金属M盐的质量比为1∶1～2∶0.1～1.3称取功能化的碳纳米管、铂盐和过渡金属M盐，分别向过量的多元醇溶剂中加入10％～30％的铂盐、全部的功能化碳纳米管和全部的过渡金属M盐；超声波振荡0.5～1小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于180～250℃下油浴搅拌回流1～2小时后，再将剩余的90％～70％的铂盐加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流2.5～3.5小时后冷却至室温；然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中150～250℃下处理0.5～2小时，得到碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂。
2、按照权利要求1所述的一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备方法，其特征在于所述铂盐为的氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸钠的其中之一；过渡金属M盐为硝酸镍、氯化镍、硝酸铁、硝酸钴的其中之一；多元醇为乙二醇或1，5-戊二醇的其中之一。
3、按照权利要求1所述的一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(3)：
(3)、碳纳米管上镍锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸∶硝酸镍的质量比为1∶1.5∶1.3称取功能化的碳纳米管、氯铂酸和硝酸镍，分别向过量的乙二醇溶剂中加入10％的氯铂酸、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸镍；超声波振荡1小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于180℃下油浴搅拌回流2小时后，再将剩余的90％的氯铂酸加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流3小时后冷却至室温；然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中150℃下处理0.5小时，得到碳纳米管上镍锚定铂催化剂。
4、按照权利要求1所述的一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(3)：
(3)、碳纳米管上镍锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸钾∶氯化镍的质量比为1∶2∶0.1称取功能化的碳纳米管、氯铂酸钾和氯化镍，分别向过量的1，5-戊二醇溶剂中加入30％的氯铂酸钾、全部的功能化碳纳米管和全部的氯化镍；超声波振荡0.5小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于250℃下油浴搅拌回流1小时后，再将剩余的70％的氯铂酸钾加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流3.5小时后冷却至室温；然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中180℃下处理2小时，得到碳纳米管上镍锚定铂催化剂。
5、按照权利要求1所述的一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(3)：
(3)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸钠∶硝酸铁的质量比为1∶1∶0.7称取功能化的碳纳米管、氯铂酸钠和硝酸铁，分别向过量的乙二醇溶剂中加入20％的氯铂酸钠、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸铁；超声波振荡0.8小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于180℃下油浴搅拌回流1.5小时后，再将剩余的80％的氯铂酸钠加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流2.5小时后冷却至室温；然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中150℃下处理1.5小时，得到碳纳米管上铁锚定铂催化剂。
6、按照权利要求1所述的一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(3)：
(3)、碳纳米管上铁锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸∶硝酸铁的质量比为1∶1.8∶0.6称取功能化的碳纳米管、氯铂酸和硝酸铁，分别向过量的1，5-戊二醇溶剂中加入10％的氯铂酸、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸铁；超声波振荡0.5小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于200℃下油浴搅拌回流1.5小时后，再将剩余的90％的氯铂酸加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流3小时后冷却至室温；然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中200℃下处理1小时，得到碳纳米管上铁锚定铂催化剂。
7、按照权利要求1所述的一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(3)：
(3)、碳纳米管上钴锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸钾∶硝酸钴的质量比为1∶1.5∶0.5称取功能化的碳纳米管、氯铂酸钾和硝酸钴，分别向过量的乙二醇溶剂中加入10％的氯铂酸钾、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸钴；超声波振荡1小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于180℃下油浴搅拌回流2小时后，再将剩余的90％的氯铂酸钾加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流3.5小时后冷却至室温；然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中250℃下处理0.5小时，得到碳纳米管上钴锚定铂催化剂。
8、按照权利要求1所述的一种碳纳米管上过渡金属锚定铂催化剂的制备方法，其特征在于具体制备方法的步骤(3)：
(3)、碳纳米管上钴锚定铂催化剂的制备
按功能化的碳纳米管∶氯铂酸∶硝酸钴的质量比为1∶1.5∶1称取功能化的碳纳米管、氯铂酸和硝酸钴，分别向过量的1，5-戊二醇溶剂中加入30％的氯铂酸、全部的功能化碳纳米管和全部的硝酸钴；超声波振荡0.8小时，然后在氮气或氩气气氛保护下，于250℃下油浴搅拌回流1小时后，再将剩余的70％的氯铂酸加入回流装置中，继续在上述条件下搅拌回流2.5小时后冷却至室温；然后将产物用95％乙醇和超纯水分别离心洗涤两次，烘干，最后在氢气气氛中200℃下处理1小时，得到碳纳米管上钴锚定铂催化剂。
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