CN103846107A - 一种粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球及其制备方法，其特征在于：分别配制分散相溶液和连续相溶液，将分散相溶液通入毛细管，在毛细管的流出端口处，分散相溶液被连续相溶液剪切，形成尺寸均一的分散相溶液液滴，通过改变毛细管尺寸、分散相溶液的流量、连续相溶液的流量或连续相溶液的粘度，控制分散相溶液液滴的粒径，对分散相溶液液滴进行固化、烧结即得粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。本发明制备的微球球型度良好，尺寸均一，粒径范围为150～1500μm，分散系数CV小于5%，具有疏水特性和多孔特性，本发明的方法同时也实现了Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球粒径的调控。

Description

一种粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球及其制备方法

技术领域

本发明涉及疏水催化剂的制备领域，具体地说涉及一种用于氢水液相催化交换反应的粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球及其制备方法。

背景技术

随着核工业的发展，各种类型的反应堆、核燃料后处理厂等核设施每年会不断产生大量的含氚废水。按照国家相关政策和辐射防护规定，必须对这些含氚废水进行处理，一方面回收珍贵的氚，达到资源再次利用的目的；另一方面，降低氚的辐射，防止天然水资源污染，保护工作人员和公众的安全。从近几十年国内外的研究状况来看，在疏水催化剂的作用下，通过氢水液相催化交换（Liquid phase catalytic exchange,LPCE）反应从水中分离氢同位素可用于含氚重水提氚升级、含氚废水处理和重水生产等。而传统非疏水催化剂与液态水接触时，起催化作用的金属粒子的催化活性急剧下降，甚至无法使用，不能用于LPCE反应；因此实现LPCE反应的关键是疏水催化剂的制备。

Pt/C/PTFE是重要的疏水催化剂类型之一，与Pt/SDB等直接负载活性金属与疏水载体的催化剂类型相比，前者活性金属的粒径更小、分散度更高，构成疏水环境的PTFE具有更强的疏水性，有利于催化活性的提高。传统制备Pt/C/PTFE型疏水催化剂的方法是将负载了Pt的碳载体与PTFE粉末混合，通过机械挤压得到各种形状的催化剂。这种方法需要PTFE的用量高，制备出的疏水催化剂比表面小，不利于反应物与活性金属的接触，降低了贵金属Pt的利用率。同时催化剂的形状难以控制，尺寸不够均一，这导致在催化柱中的装填不均匀，催化剂的装填密度不易提高，使得催化反应的效率降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种比表面大且粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球及其制备方法。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的制备方法，其特点在于：分别配制分散相溶液和连续相溶液，将分散相溶液通入毛细管，在所述毛细管的流出端口处，所述分散相溶液被所述连续相溶液剪切，形成尺寸均一的分散相溶液液滴，通过改变毛细管尺寸、分散相溶液的流量、连续相溶液的流量或连续相溶液的粘度，控制所述分散相溶液液滴的粒径，对所述分散相溶液液滴进行固化、烧结即得所述粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。

本发明的制备方法具体步骤如下：

a、凝固浴溶液的配制：将含硼化合物加入氨基醇溶液中，磁力搅拌并加热使所述含硼化合物溶解，之后再加入醇溶液继续磁力搅拌均匀，即得凝固浴溶液；所述凝固浴溶液中含硼化合物的浓度为0.005～0.030g·mL^-1；

b、分散相溶液的配制：在去离子水和聚四氟乙烯（PTFE）乳液中加入十二烷基硫酸钠获得混合液A，在所述混合液A中加入负载有铂（Pt）的碳黑，并使用球磨机球磨使所述负载有铂（Pt）的碳黑在所述混合液A中均匀分散，然后再加入聚乙烯醇（PVA）水溶液，获得混合液B，通过超声分散使负载有铂（Pt）的碳黑在所述混合液B中均匀分散，即得分散相溶液；

c、连续相溶液的配制：将低极性化合物与醇按体积比100∶50～200混合并搅拌均匀，即得连续相溶液；

d、调整分散相溶液的流量及连续相溶液的流量和粘度：控制分散相溶液流量范围为1～10μL·min^-1，连续相溶液的流量范围为10～500μL·min^-1，连续相溶液的粘度范围为500～2000mPa·s；

e、分散相溶液液滴的形成：将分散相溶液通入毛细管，在所述毛细管的流出端口处，所述分散相溶液被所述连续相溶液剪切，形成尺寸均一的分散相溶液液滴，通过改变毛细管尺寸、分散相溶液的流量、连续相溶液的流量或连续相溶液的粘度，调控所述分散相溶液液滴的直径；

f、分散相溶液液滴的固化：收集步骤e所得的分散相溶液液滴于步骤a配制得凝固浴溶液中，固化反应后，分散相溶液液滴固化为粒径可控的单分散微球；

g、单分散微球的烧结：将步骤f所制得的单分散微球洗涤、干燥后，放入高温箱式炉中烧结，即得粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。

优选的，步骤a中所述含硼化合物为硼砂或硼酸；步骤a中所述醇溶液为异戊醇、异辛醇或正丁醇；步骤a中所述氨基醇溶液为三乙醇胺或二乙醇胺；所述醇溶液和所述氨基醇溶液的体积比为1.5～3∶1；加热使含硼化合物溶解的温度为70℃。经大量实验证实，当醇溶液选择为异戊醇、醇溶液和所述氨基醇溶液的体积比选为2.5∶1时，分散相溶液液滴的凝固效果最好。

优选的，混合液A中去离子水和聚四氟乙烯乳液的体积比为1～4∶1，去离子水和十二烷基硫酸钠的质量比为100∶0.5～2，负载有铂（Pt）的碳黑在混合液A中的含量为1%～10%；

聚乙烯醇（PVA）水溶液中聚乙烯醇的含量为4%～10%；聚乙烯醇水溶液与混合液A的质量比为1∶1～2；

所述球磨机球磨时间为6～12小时；

所述超声分散的时间为15～45分钟。经大量实验证实，当混合液A中去离子水和聚四氟乙烯乳液的体积选为1∶1、负载有铂（Pt）的碳黑在混合液A中的含量选为3%～4%、聚乙烯醇（PVA）水溶液中聚乙烯醇的含量选为8%、聚乙烯醇水溶液与混合液A的质量选比为1∶1时，最终制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的疏水特性和多孔特性最佳。

优选的，步骤c中所述低极性化合物为硅油、大豆油或色拉油；所述醇为异戊醇、异辛醇或正丁醇。经大量实验证实，当选用硅油时，连续相溶液对分散相溶液的剪切效果最好。

步骤f中所述固化反应的时间为4～6小时。

步骤g中洗涤、干燥的条件为：在凝固浴溶液中过滤出步骤f所获得的单分散微球，并用有机溶剂洗涤以去除残留的凝固浴溶液，然后置于水溶性溶剂中浸泡24小时后，滤去所述水溶性溶剂，将单分散微球在80℃的条件下干燥12小时；所述有机溶剂为非极性有机溶剂或弱极性有机溶剂；所述水溶性溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或几种按任意比例混合。

所述烧结的条件为：以5℃·min^-1的升温速率升至150℃，保持1小时，再以5℃·min^-1的升温速率升至350℃，保持3小时，之后以10℃·min^-1的降温速率降至常温。

本发明所制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球，其特点在于：所述Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的粒径范围为150～1500μm，分散系数CV小于5%，具有疏水特性和多孔特性。

此外，本发明还提供了用于制备Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的微流体控制装置，其结构如下：包括安装在连续相注射泵上的连续相注射器、安装在分散相注射泵上的分散相注射器、T型三通及回收容器；

所述连续相注射器通过连续相导管与T型三通的第一端口相连通；

所述T型三通的第二端口连通有输出导管；

所述T型三通的第三端口与第二端口处在同一直线上；设置在T型三通中的分散相毛细管的流出端口经第二端口插入在输出导管中，流入端口经第三端口与分散相注射器相连通；在所述输出导管的输出端口设置有回收容器。

优选的，输出导管和连续相导管选用聚四氟乙烯管；

更优选的，所述连续相导管外径为1600μm，内径为1000μm；分散相毛细管外径为358～670μm，内径为151～531μm；输出导管外径为1600～3200μm，内径为500～1600μm。

所述收集容器为聚四氟乙烯或玻璃材质的烧杯、培养皿等器皿，优选为聚四氟乙烯材质的器皿。

上述装置制备粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的原理如下：将配制好的分散相溶液和连续相溶液分别装入分散相注射器和连续相注射器中，并分别安装在分散相注射泵和连续相注射泵上，启动分散相注射泵和连续相注射泵；在分散相毛细管的流出端口互不相溶的分散相溶液和连续相溶液相遇，在连续相溶液的剪切下，分散相溶液会形成尺寸均一的分散相溶液液滴。由于分散相溶液中含有聚乙烯醇，会与凝固浴中的含硼化合物发生交联反应，使得分散相溶液液滴固化成尺寸均一的微球。之后在合适的烧结条件下，选择性地将固化后的微球中所含的聚乙烯醇烧结掉，而保留下负载了铂的碳黑以及聚四氟乙烯，最终获得粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。其中铂为活性金属，碳黑为催化剂载体，聚四氟乙烯构成了良好的疏水环境。同时在烧结过程中，聚乙烯醇还起到了制孔剂的作用，固化后的聚乙烯醇在微球中占了一部分体积，烧掉之后使最终获得的疏水催化剂微球具有多孔结构，比表面较高，有利于催化性能的提高。

本发明采用微流体控制装置制备粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。分散相溶液在分散相注射泵的推动下流入微流体控制器中的分散相毛细管中，在分散相毛细管的流出端口，当分散相溶液流出时，流动的连续相溶液的粘滞力与分散相溶液之间的表面张力相互作用，结果导致分散相溶液在流出端口处被剪切成液滴，液滴的直径受分毛细管尺寸、分散相溶液的流量、连续相溶液的流量及连续相溶液的粘度等因素的影响，在固定上述制备参数下可以连续获得尺寸均一的分散相溶液液滴，经过固化和烧结后即可获得Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。增大毛细管直径，减小连续相的流量或粘度，增大分散相流量，可以导致最终获得的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的粒径也相应增大，故可以简单方便地通过改变毛细管尺寸，连续相和分散相流量与粘度，实现Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的可控制备。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球球型度良好，尺寸均一，粒径范围为150～1500μm，具有良好的疏水特性和多孔特性；球形有利于催化剂在催化柱中的装卸，均一的粒径有利于催化剂装填的均匀性并能提高装填密度，可控的尺寸为不同实验条件下提供了更多的选择性，良好的疏水性保证了催化剂长时间与液态水接触的过程中催化性能不会降低，多孔结构能为活性金属提供更多的接触点，提高对贵金属铂的利用率；

2、本发明通过改变毛细管尺寸、分散相溶液的流量、连续相溶液的流量或连续相溶液的粘度，实现了Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球粒径的调控；

3、本发明所制备的分散相溶液液滴在凝固浴溶液中可快速交联固化，不需加热，能耗小，耗时短，成本低；在分散相溶液中的聚乙烯醇同时起到了粘合剂和制孔剂的作用，使得制备过程简单高效，不需要引入复杂的试剂；

4、本发明提供的微流体控制装置装拆简便，可以快速实现毛细管尺寸的变化，使用方便。

附图说明

图1为实施例1制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的光学显微图片，标尺为200μm；

图2为实施例2制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的光学显微图片，标尺为500μm；

图3为实施例3制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的光学显微图片，标尺为500μm；

图4为实施例3制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球与水滴接触的光学显微镜图片，标尺为500μm；

图5为实施例3制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球内部的扫描电子显微镜图片，标尺为10μm；

图6a～d为实施例4制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的光学显微图片，标尺均为200μm；

图7为本发明微流体控制装置示意图；

图8为本发明微流体控制装置A部位放大示意图；

图中，1-1连续相注射泵；1-2分散相注射泵；2-1连续相注射器；2-2分散相注射器；3-分散相毛细管；4-连续相导管；5-T型三通；6-输出导管；7-分散相溶液液滴；8-凝固浴溶液；9-收集容器；10-封闭套管。

具体实施例

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明相关内容。需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

本实施例按如下步骤制备Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球：

将0.4g硼砂加入5mL三乙醇胺中，磁力搅拌并缓慢加热至70℃使其溶解，之后加入10mL异戊醇，搅拌均匀配制成凝固浴溶液。

在5mL去离子水和5mL聚四氟乙烯（PTFE）乳液中加入0.05g十二烷基硫酸钠获得混合液A，在混合液A中加入0.3g附载有15%铂的碳黑，并使用球磨机球磨6小时使负载有铂（Pt）的碳黑在混合液A中均匀分散，然后再加入10g质量浓度为8%的聚乙烯醇水溶液，获得混合液B，通过超声波分散仪分散30分钟使负载有铂（Pt）的碳黑在混合液B中均匀分散，配制成分散相溶液；

将30mL硅油与20mL异戊醇混合均匀，获得连续相溶液。

将上述分散相溶液和连续相溶液分别装入1mL和20mL的注射器中，置于两台推进泵上，连接微流体控制器，设置分散相溶液流量为2μL·min^-1,连续相溶液流量为400μL·min^-1，粘度1500mPa·s，毛细管尺寸为：外径/内径358/151μm，开启微流体控制装置，制备分散相溶液液滴；收集生成的液滴于装有上述凝固浴溶液的培养皿中，缓缓搅拌室温下固化反应4h，液滴即可固化成微球。将微球过滤后，残留的有机溶液用四氯化碳洗涤2次，再用乙醇洗涤2次，置于乙醇中浸泡24小时，滤去乙醇，干燥，放入高温箱式炉中烧结（烧结条件为：以5℃·min^-1的升温速率升至150℃，保持1小时，再以5℃·min^-1的升温速率升至350℃，保持3小时，之后以10℃·min^-1的降温速率降至常温）即得Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。图1为所得微球的光学显微图片，可以看出微球粒径均一，球型度良好，具有单分散性，粒径为150μm。

实施例2

本实施例按如下步骤制备Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球：

将0.6g硼砂加入5mL二乙醇胺中，磁力搅拌并缓慢加热至70℃使其溶解，之后加入15mL正丁醇，搅拌均匀配制成凝固浴溶液。

在8mL去离子水和4.5mL聚四氟乙烯（PTFE）乳液中加入0.08g十二烷基硫酸钠获得混合液A，在混合液A中加入0.5g附载有8%铂的碳黑，并使用球磨机球磨8小时使负载有铂（Pt）的碳黑在混合液A中均匀分散，然后再加入8g质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液，获得混合液B，通过超声波分散仪分散30分钟使负载有铂（Pt）的碳黑在混合液B中均匀分散，配制成分散相溶液；

将20mL大豆油与20mL异辛醇混合均匀，获得连续相溶液。

将上述分散相溶液和连续相溶液分别装入1mL和20mL的注射器中，置于两台推进泵上，连接微流体控制器，设置分散相溶液流量为5μL·min^-1,连续相溶液流量为150μL·min^-1，粘度800mPa·s，毛细管尺寸为：外径/内径358/252μm，开启微流体控制装置，制备分散相溶液液滴；收集生成的液滴于装有上述凝固浴溶液的培养皿中，缓缓搅拌室温下固化反应6h，液滴即可固化成微球。将微球过滤后，残留的有机溶液用四氯化碳洗涤2次，再用乙醇洗涤2次，置于乙醇中浸泡24小时，滤去乙醇，干燥，放入高温箱式炉中烧结（烧结条件为：以5℃·min^-1的升温速率升至150℃，保持1小时，再以5℃·min^-1的升温速率升至350℃，保持3小时，之后以10℃·min^-1的降温速率降至常温）即得Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。图2为所得微球的光学显微图片，可以看出微球粒径均一，球型度良好，具有单分散性，粒径为860μm。

实施例3

本实施例按如下步骤制备Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球：

将0.5g硼砂加入5mL三乙醇胺中，磁力搅拌并缓慢加热至70℃使其溶解，之后加入12.5mL异戊醇，搅拌均匀配制成凝固浴溶液。

在5mL去离子水和3mL聚四氟乙烯（PTFE）乳液中加入0.05g十二烷基硫酸钠获得混合液A，在混合液A中加入0.3g附载有10%铂的碳黑，并使用球磨机球磨6小时使负载有铂（Pt）的碳黑在混合液A中均匀分散，然后再加入10g质量浓度为8%的聚乙烯醇水溶液，获得混合液B，通过超声波分散仪分散30分钟使负载有铂（Pt）的碳黑在混合液B中均匀分散，配制成分散相溶液；

将20mL大豆油与20mL异戊醇混合均匀，获得连续相溶液。

将上述分散相溶液和连续相溶液分别装入1mL和20mL的注射器中，置于两台推进泵上，连接微流体控制器，设置分散相溶液流量为10μL·min^-1,连续相溶液流量为60μL·min^-1，粘度650mPa·s，毛细管尺寸为：外径/内径665/452μm，开启微流体控制装置，制备分散相溶液液滴；收集生成的液滴于装有上述凝固浴溶液的培养皿中，缓缓搅拌室温下固化反应6h，液滴即可固化成微球。将微球过滤后，残留的有机溶液用四氯化碳洗涤2次，再用乙醇洗涤2次，置于乙醇中浸泡24小时，滤去乙醇，干燥，放入高温箱式炉中烧结（烧结条件为：以5℃·min^-1的升温速率升至150℃，保持1小时，再以5℃·min^-1的升温速率升至350℃，保持3小时，之后以10℃·min^-1的降温速率降至常温）即得Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。图3为所得微球的光学显微图片，可以看出微球粒径均一，球型度良好，具有单分散性，粒径为1300μm。

为了验证微球的疏水特性，将实施例3中所制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球与液态水接触，置于光学显微镜下观察。图4为制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球与液态水接触的光学显微镜图片，标尺为200μm，从图片中可以明显看出液滴和微球表面有着较大的接触角，说明催化剂微球具有良好的疏水特性。

为了验证微球的多孔特性，将实施例3中所制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球用扫描电子显微镜观察。图5为制备的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球内部的扫描电子显微镜图片，标尺为10μm，从图片中可以看出催化剂微球的多孔特性。

实施例4

为了验证Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的粒径可控，本实施例分别按如下步骤制备Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球：

将实施例1中的毛细管尺寸变为：外径/内径358/252μm，其他参数保持不变，按与实施例1相同步骤制得Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。图片6a为所得微球的光学显微图片，粒径大小为192μm，说明增大毛细管的内径，可导致最终获得的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的粒径也相应增大。

将实施例1中的分散相溶液流量变为5μL·min^-1，其他参数保持不变，按与实施例1相同步骤制得Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。图片6b为所得微球的光学显微图片，粒径大小为248μm，说明增大分散相溶液流量，可导致最终获得的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的粒径也相应增大。

将实施例1中连续相溶液流量变为150μL·min^-1，其他参数保持不变，按与实施例1相同步骤制得Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。图片6c为所得微球的光学显微图片，粒径大小为320μm，说明减小连续相溶液流量，可导致最终获得的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的粒径也相应增大。

将实施例1中连续相溶液粘度变为1000mPa·s，其他参数保持不变，按与实施例1相同步骤制得Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。图片6d为所得微球的光学显微图片，粒径大小为252μm，说明减小连续相溶液粘度，可导致最终获得的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的粒径也相应增大。

实施例5

如图7和图8所示，用于制备Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的微流体控制装置包括安装在连续相注射泵1-1上的连续相注射器2-1、安装在分散相注射泵1-2上的分散相注射器2-2、T型三通5及回收容器9；

连续相注射器2-1通过连续相导管4与T型三通5的第一端口相连通；

T型三通5的第二端口连通有输出导管6；

T型三通5的第三端口与第二端口处在同一直线上；设置在T型三通5中的分散相毛细管3的流出端口经第二端口插入在输出导管6中，流入端口经第三端口与分散相注射器2-2相连通；在所述输出导管6的输出端口设置有回收容器9。

T型三通5第一端口和第二端口分别与连续相导管4及输出导管6螺纹连接；具体实施中，T型三通5的三个端口内分别设置有内螺纹；连续相导管4及输出导管6连接在T型三通5的端头外侧设置有与T型三通5内螺纹相匹配的外螺纹；

分散性毛细管3与T型三通5的第三端口的接口处通过密封套管10密封，密封套管10与T型三通5通过螺纹连接；具体实施中，密封套管10与T型三通5连接的一端外侧设有与T型三通5的内螺纹相匹配的外螺纹；密封套管10的2个底面为带有通孔的密封面，2个通孔在同一轴线上，通孔的直径与分散性毛细管3的尺寸相匹配；分散性毛细管3穿过通孔并以输入端口连接到分散相注射器2-2，以输出端口插入到输出导管6中。

使用时，将配制好的分散相溶液和连续相溶液分别装入分散相注射器和连续相注射器中，并分别安装在分散相注射泵和连续相注射泵上，启动分散相注射泵和连续相注射泵；在输出导管中产生分散相溶液液滴7，在存储于收集装置9中的凝固浴溶液8中收集到固化成的单分散微球。

本实施例的微流体控制装置装拆简便，可以通过更换毛细管快速实现毛细管尺寸的变化，使用方便，

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的制备方法，其特征在于：分别配制分散相溶液和连续相溶液，将分散相溶液通入毛细管，在所述毛细管的流出端口处，所述分散相溶液被所述连续相溶液剪切，形成尺寸均一的分散相溶液液滴，通过改变毛细管尺寸、分散相溶液的流量、连续相溶液的流量或连续相溶液的粘度，控制所述分散相溶液液滴的粒径，对所述分散相溶液液滴进行固化、烧结即得所述粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：按如下步骤进行：

a、凝固浴溶液的配制：将含硼化合物加入氨基醇溶液中，磁力搅拌并加热使所述含硼化合物溶解，之后再加入醇溶液继续磁力搅拌均匀，即得凝固浴溶液；所述凝固浴溶液中含硼化合物的浓度为0.005～0.030g·mL^-1；

b、分散相溶液的配制：在去离子水和聚四氟乙烯乳液中加入十二烷基硫酸钠获得混合液A，在所述混合液A中加入负载有铂的碳黑，并使用球磨机球磨使所述负载有铂的碳黑在所述混合液A中均匀分散，然后再加入聚乙烯醇水溶液，获得混合液B，通过超声分散使负载有铂的碳黑在所述混合液B中均匀分散，即得分散相溶液；

c、连续相溶液的配制：将低极性化合物与醇按体积比100∶50～200混合并搅拌均匀，即得连续相溶液；

d、调整分散相溶液的流量及连续相溶液的流量和粘度：控制分散相溶液流量范围为1～10μL·min^-1，连续相溶液的流量范围为10～500μL·min^-1，连续相溶液的粘度范围为500～2000mPa·s；

e、分散相溶液液滴的形成：将分散相溶液通入毛细管，在所述毛细管的流出端口处，所述分散相溶液被所述连续相溶液剪切，形成尺寸均一的分散相溶液液滴，通过改变毛细管尺寸、分散相溶液的流量、连续相溶液的流量或连续相溶液的粘度，调控所述分散相溶液液滴的直径；

f、分散相溶液液滴的固化：收集步骤e所得的分散相溶液液滴于步骤a配制得凝固浴溶液中，固化反应后，分散相溶液液滴固化为粒径可控的单分散微球；

g、单分散微球的烧结：将步骤f所制得的单分散微球洗涤、干燥后，放入高温箱式炉中烧结，即得粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤a中所述含硼化合物为硼砂或硼酸；步骤a中所述醇溶液为异戊醇、异辛醇或正丁醇；步骤a中所述氨基醇溶液为三乙醇胺或二乙醇胺；所述醇溶液和所述氨基醇溶液的体积比为1.5～3∶1；加热使含硼化合物溶解的温度为70℃。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

在步骤b中，混合液A中去离子水和聚四氟乙烯乳液的体积比为1～4∶1，去离子水和十二烷基硫酸钠的质量比为100∶0.5～2，负载有铂（Pt）的碳黑在混合液A中的含量为1%～10%；

聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的含量为4%～10%；聚乙烯醇水溶液与混合液A的质量比为1∶1～2。

所述球磨机球磨时间为6～12小时；

所述超声分散的时间为15～45分钟。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤c中所述低极性化合物为硅油、大豆油或色拉油；所述醇为异戊醇、异辛醇或正丁醇。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

步骤f中所述固化反应的时间为4～6小时。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

步骤g中洗涤、干燥的条件为：在凝固浴溶液中过滤出步骤f所获得的单分散微球，并用有机溶剂洗涤，然后置于水溶性溶剂中浸泡24小时后，滤去所述水溶性溶剂，将单分散微球在80℃的条件下干燥12小时；

所述烧结的条件为：以5℃·min^-1的升温速率升至150℃，保持1小时，再以5℃·min^-1的升温速率升至350℃，保持3小时，之后以10℃·min^-1的降温速率降至常温。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂为非极性有机溶剂或弱极性有机溶剂；所述水溶性溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或几种按任意比例混合。

9.权利要求1～8任意一项所述制备方法所制备的粒径可控的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球。

10.如权利要求9所述的Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球，其特征在于：所述Pt/C/PTFE型疏水催化剂微球的粒径范围为150～1500μm，分散系数CV小于5%，具有疏水特性和多孔特性。

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