CN112838226B - 抗反极催化剂、制备方法和应用 - Google Patents

抗反极催化剂、制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112838226B
CN112838226B CN202110091239.4A CN202110091239A CN112838226B CN 112838226 B CN112838226 B CN 112838226B CN 202110091239 A CN202110091239 A CN 202110091239A CN 112838226 B CN112838226 B CN 112838226B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
iridium
preparing
ti4o7
titanium dioxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110091239.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112838226A (zh
Inventor
李丰军
周剑光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Automotive Innovation Co Ltd
Original Assignee
China Automotive Innovation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Automotive Innovation Co Ltd filed Critical China Automotive Innovation Co Ltd
Priority to CN202110091239.4A priority Critical patent/CN112838226B/zh
Publication of CN112838226A publication Critical patent/CN112838226A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112838226B publication Critical patent/CN112838226B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/921—Alloys or mixtures with metallic elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
    • H01M2004/8684—Negative electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了抗反极催化剂、制备方法和应用，属于燃料电池的技术领域。所述催化剂包括：作为载体的亚氧化钛和包覆在亚氧化钛表面上的氧化铱；其中，所述催化剂为核壳结构。本发明制备得到的抗反极催化剂的包裹式的壳核结构，在降低氧化铱的用量的同时，扩大了氧化铱与反应物的接触面积，提高催化剂的活性，并提高氧化铱的利用率；同时载体是耐高压的Ti4O7，提高催化剂的耐高压性能。

Description

抗反极催化剂、制备方法和应用
技术领域
本发明属于燃料电池的技术领域，特别是涉及一种抗反极催化剂、制备方法和应用。
背景技术
质子交换膜燃料电池电堆作为车用动力电源。车用质子交换膜燃料电池在运行期间，会有如下的运行工况：启停、怠速、高功率运行、频繁加减载。这些运行工况容易导致质子交换膜燃料电池局部发生氢气供给不足，导致阳极电位局部电压升高并超过阴极电位，发生质子交换膜燃料电池电极反转现象，容易造成催化剂碳载体腐蚀，铂纳米颗粒长大等后果，会严重破坏催化层的结构，导致质子交换膜燃料电池性能衰减或者失效，严重时甚至会发生烧毁爆炸。发生上述“反极现象”的原因很多，如阳极侧发生氢气供给不足，在阳极有水的情况下，阳极催化层加入析氧催化剂可减缓反极现象发生时催化剂碳载体的腐蚀。
目前抗反极催化剂主要是氧化铱，通过加入到膜电极的阳极，达到抗反极的作用。商用的氧化铱，电化学活性面积较小，反应利用率低。
发明内容
本发明的目的，为了提高氧化铱的反应利用率，提高电化学活性面积，提高氧化铱的反应活性，降低电解水的反应电压。
本发明采用以下技术方案：一种抗反极催化剂，所述催化剂包括：作为载体的亚氧化钛和包覆在亚氧化钛表面上的氧化铱；其中，所述催化剂为核壳结构。
在进一步的实施例中，所述壳体结构中的氧化铱的质量为亚氧化钛质量的20～30％。
制备如上所述的一种抗反极催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、制备SiO2@TiO2：将二氧化钛颗粒、阳离子表面活性剂、硅酸乙酯和溶剂，水解反应后形成SiO2@TiO2，高温处理后，将残留的有机物处理干净；
步骤二、制备Ti4O7：将步骤一制备得到的SiO2@TiO2于还原性气体中处理，形成Ti4O7，然后使用HF处理，去除SiO2，形成单分散的纳米Ti4O7；
步骤三、制备IrO2@Ti4O7：将单分散的纳米Ti4O7、铱前驱体、还原剂、碱性试剂和溶剂于130-150℃中反应3-5小时，用酸中和，洗涤过滤得到IrO2@Ti4O7。
在进一步的实施例中，所述步骤一中的高温处理的环境：500-600℃下处理3-5小时。
在进一步的实施例中，所述二氧化钛颗粒的粒径大小为45～55nm之间；
所述阳离子表面活性剂选用十六烷基三甲基溴化铵、辛烷基聚氧乙烯基甲基氯化铵、十二醇聚氧乙烯醚基二甲基氯化铵或辛烷基聚氧乙烯基十六烷基氯化铵其中的一种；
所述溶剂为水和醇的混合液。
在进一步的实施例中，所述步骤一中的二氧化钛颗粒、阳离子表面活性剂、硅酸乙酯、水和醇相互之间的质量比为：1:0.3-0.5:0.5-0.8:200-300:150-200。
在进一步的实施例中，所述步骤二中的还原性气体为氢气，SiO2@TiO2在氢气作用下于1000-1200℃的高温环境下处理3-5小时。
在进一步的实施例中，所述步骤三中的铱前驱体为氯铱酸或氯化铱；
所述还原剂为乙醇或乙二醇；
所述碱性试剂为氨水或者氢氧化钠；
所述溶剂为水和醇的混合液。
在进一步的实施例中，所述步骤三中的单分散的纳米Ti4O7、铱前驱体、还原剂、碱性试剂和溶剂的质量比为：1:0.3-0.6:100-200:2-5:20-50。
一种使用如上所述的抗反极催化剂的制备方法制备出来的抗反极催化剂在燃料电池中的应用。
本发明的有益效果：本发明制备得到的抗反极催化剂的包裹式的壳核结构，在降低氧化铱的用量的同时，扩大了氧化铱与反应物的接触面积、Ti4O7高的电导率，提高催化剂的活性，并提高氧化铱的利用率；同时载体是耐高压的Ti4O7，提高催化剂的耐高压性能，尤其在燃料电池启停、怠速的阳极欠气工况下，保护阳极催化层，保障燃料电池的正常运行，提高燃料电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的抗反极催化剂的结构示意图。
图2为本发明的机理图。
图3为实施例2和对比例的阳极抗反极行为的曲线的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
经研究发现：目前使用的抗反极催化剂主要是氧化铱，通过加入到膜电极的阳极，达到抗反极的作用。商用的氧化铱，电化学活性面积较小，反应利用率低。
因此发明人为了解决上述问题，提供了一种包裹式抗反极催化剂。
本发明实施例制备出来的一种抗反极催化剂，如图1所示，所述催化剂包括：作为载体的亚氧化钛和包覆在亚氧化钛表面上的氧化铱；其中，所述催化剂为核壳结构。即氧化铱为外壳，亚氧化钛为内核被包裹在外壳的内部形成壳体。在降低氧化铱的用量的同时，扩大了氧化铱与反应物的接触面积，提高氧化铱的利用率；同时载体是电导率高，耐高压的Ti4O7，可以提高催化剂的活性，提高催化剂的耐高压性能。
所述壳体结构中的氧化铱的质量为亚氧化钛质量的20～30％。优选为22％～28％，更优选为25％～26％。
制备如上所述的一种抗反极催化剂的制备方法，具体包括以下流程：
步骤一、制备SiO2@TiO2：将二氧化钛颗粒、阳离子表面活性剂、硅酸乙酯和溶剂，水解反应后形成SiO2@TiO2，高温处理后，将残留的有机物处理干净；
二氧化钛和阳离子表面活性剂在水醇溶液中混合均匀，使阳离子表面活性剂均匀分布在二氧化钛的表面，然后加入硅酸乙酯，硅酸乙酯在阳离子表面活性剂的作用下会逐渐水解包覆在二氧化钛的表面，形成二氧化硅包覆的二氧化钛。
步骤二、制备Ti4O7：将步骤一制备得到的SiO2@TiO2于还原性气体中处理，形成Ti4O7，然后使用2％的HF处理，去除SiO2，形成单分散的纳米Ti4O7；
在还原性气体氢气的作用下，二氧化钛被还原成Ti4O7(氧化硅比较稳定，温度高于1500度，才可以被氢气还原)，采用2％的HF酸，将二氧化硅溶解形成单分散的纳米Ti4O7。
步骤三、制备IrO2@Ti4O7：将单分散的纳米Ti4O7、铱前驱体、还原剂、碱性试剂和溶剂于130-150℃中反应3-5小时，用酸中和，洗涤过滤得到IrO2@Ti4O7。反应温度的范围为130-150℃，优选为137℃～148℃，更优选为140℃～145℃。反应时间为3-5小时，优选为3.5～4.5，更优选为3.8～4.2。
将Ti4O7均匀分散在水醇溶液中，加入铱前驱体，在碱性条件下，将铱离子还原氧化在Ti4O7的表面，形成氧化铱包覆的Ti4O7。
在进一步的实施例中，所述步骤一中的高温处理的环境：500-600℃(优选为520℃～580℃，更优选为540℃～570℃)下处理3-5小时。
在进一步的实施例中，所述二氧化钛颗粒的粒径大小为45～55nm之间；优选为47nm～51nm，更优选为49nm～50nm。
所述阳离子表面活性剂选用十六烷基三甲基溴化铵、辛烷基聚氧乙烯基甲基氯化铵、十二醇聚氧乙烯醚基二甲基氯化铵或辛烷基聚氧乙烯基十六烷基氯化铵其中的一种；
所述溶剂为水和醇的混合液。
在进一步的实施例中，所述步骤一中的二氧化钛颗粒、阳离子表面活性剂、硅酸乙酯、水和醇相互之间的质量比为：1:0.3-0.5:0.5-0.8:200-300:150-200。
在进一步的实施例中，所述步骤二中的还原性气体为氢气，SiO2@TiO2在氢气作用下于1000-1200℃的高温环境下处理3-5小时。优选为1010℃～1080℃，更优选为1040℃～1060℃。
在进一步的实施例中，所述步骤三中的铱前驱体为氯铱酸或氯化铱；
所述还原剂为乙醇或乙二醇；
所述碱性试剂为氨水或者氢氧化钠；
所述溶剂为水和醇的混合液。
在进一步的实施例中，所述步骤三中的单分散的纳米Ti4O7、铱前驱体、还原剂、碱性试剂和水的质量比为：1:0.3-0.6:100-200:2-5:20-50。
一种使用如上所述的抗反极催化剂的制备方法制备出来的抗反极催化剂在燃料电池中的应用。
在本实施例中，如图2所示，二氧化钛和阳离子表面活性剂在水醇溶液中混合均匀，使阳离子表面活性剂均匀分布在二氧化钛的表面，然后加入硅酸乙酯，硅酸乙酯在阳离子表面活性剂的作用下会逐渐水解包覆在二氧化钛的表面，形成二氧化硅包覆的二氧化钛。在还原性气体氢气的作用下，二氧化钛被还原成Ti4O7(氧化硅比较稳定，温度高于1500度，才可以被氢气还原)，采用稀释的HF酸，将二氧化硅溶解形成单分散的纳米Ti4O7。将Ti4O7均匀分散在水醇溶液中，加入铱前驱体，在碱性条件下，将铱离子还原氧化在Ti4O7的表面，形成氧化铱包覆的Ti4O7。
下面以具体的实施例来说明本发明的制备方法以及制备得到的催化剂。
实施例1
步骤一、制备SiO2@TiO2：将2.08g的二氧化钛颗粒、0.624六烷基三甲基溴化铵、1.04g硅酸乙酯、416ml水和40ml乙醇，水解反应后形成SiO2@TiO2，高温处理后，将残留的有机物处理干净；所述高温处理的条件为：550℃下处理4小时；所述二氧化钛颗粒的粒径大小为50nm。
步骤二、制备Ti4O7：将步骤一制备得到的SiO2@TiO2于氢气氛围中高温处理，形成Ti4O7，然后使用4％的HF处理，去除SiO2，形成1.96g的单分散的纳米Ti4O7；该步骤的高温处理为1100℃的环境下处理4小时。
步骤三、制备IrO2@Ti4O7：将1.96g单分散的纳米Ti4O7、0.59g的氯化铱、195.52g的乙二醇、3.91g的氨水和39.10水醇混合液于140℃中反应4小时，用酸中和，洗涤过滤得到IrO2@Ti4O7。
实施例2
步骤一、制备SiO2@TiO2：将2.08g的二氧化钛颗粒、0.832g十六烷基三甲基溴化铵、1.352g硅酸乙酯、520ml水和45.3ml乙醇，水解反应后形成SiO2@TiO2，高温处理后，将残留的有机物处理干净；所述高温处理的条件为：550℃下处理4小时；所述二氧化钛颗粒的粒径大小为50nm。
步骤二、制备Ti4O7：将步骤一制备得到的SiO2@TiO2于氢气氛围中高温处理，形成Ti4O7，然后使用3％的HF处理，去除SiO2，形成1.96g的单分散的纳米Ti4O7；该步骤的高温处理为1100℃的环境下处理4小时。
步骤三、制备IrO2@Ti4O7：将1.96g单分散的纳米Ti4O7、0.89g的氯化铱、293.28g的乙二醇、6.94g的氨水和68.43水醇混合液于140℃中反应4小时，用酸中和，洗涤过滤得到IrO2@Ti4O7。
实施例3
步骤一、制备SiO2@TiO2：将2.08g的二氧化钛颗粒、1.04g十六烷基三甲基溴化铵、1.664g硅酸乙酯、624ml水和53.3ml乙醇，水解反应后形成SiO2@TiO2，高温处理后，将残留的有机物处理干净；所述高温处理的条件为：550℃下处理4小时；所述二氧化钛颗粒的粒径大小为50nm。
步骤二、制备Ti4O7：将步骤一制备得到的SiO2@TiO2于氢气氛围中高温处理，形成Ti4O7，然后使用2％的HF处理，去除SiO2，形成1.96g的单分散的纳米Ti4O7；该步骤的高温处理为1100℃的环境下处理4小时。
步骤三、制备IrO2@Ti4O7：将1.96g单分散的纳米Ti4O7、1.17g的氯化铱、391.04g的乙二醇、9.78g的氨水和97.76水醇混合液于140℃中反应4小时，用酸中和，洗涤过滤得到IrO2@Ti4O7。
实施例4
步骤一、制备SiO2@TiO2：将2.08g的二氧化钛颗粒、0.67g十六烷基三甲基溴化铵、1.21g硅酸乙酯、499.2ml水和48.0ml乙醇，水解反应后形成SiO2@TiO2，高温处理后，将残留的有机物处理干净；所述高温处理的条件为：550℃下处理4小时；所述二氧化钛颗粒的粒径大小为50nm。
步骤二、制备Ti4O7：将步骤一制备得到的SiO2@TiO2于氢气氛围中高温处理，形成Ti4O7，然后使用2％的HF处理，去除SiO2，形成1.96g的单分散的纳米Ti4O7；该步骤的高温处理为1100℃的环境下处理4小时。
步骤三、制备IrO2@Ti4O7：将1.96g单分散的纳米Ti4O7、0.82g的氯化铱、254.18g的乙二醇、5.18g的氨水和50.84水醇混合液于140℃中反应4小时，用酸中和，洗涤过滤得到IrO2@Ti4O7。
实施例5
步骤一、制备SiO2@TiO2：将2.08g的二氧化钛颗粒、1.00g十六烷基三甲基溴化铵、1.56g硅酸乙酯、603.2ml水和50.6ml乙醇，水解反应后形成SiO2@TiO2，高温处理后，将残留的有机物处理干净；所述高温处理的条件为：550℃下处理4小时；所述二氧化钛颗粒的粒径大小为50nm。
步骤二、制备Ti4O7：将步骤一制备得到的SiO2@TiO2于氢气氛围中高温处理，形成Ti4O7，然后使用2％的HF处理，去除SiO2，形成1.96g的单分散的纳米Ti4O7；该步骤的高温处理为1100℃的环境下处理4小时。
步骤三、制备IrO2@Ti4O7：将1.96g单分散的纳米Ti4O7、1.09g的氯化铱、361.71g的乙二醇、9.00g的氨水和93.85水醇混合液于140℃中反应4小时，用酸中和，洗涤过滤得到IrO2@Ti4O7。
在上述实施例中，每个步骤的反应机理如下：
二氧化钛和阳离子表面活性剂在水醇溶液中混合均匀，使阳离子表面活性剂均匀分布在二氧化钛的表面，然后加入硅酸乙酯，硅酸乙酯在阳离子表面活性剂的作用下会逐渐水解包覆在二氧化钛的表面，形成二氧化硅包覆的二氧化钛。
在还原性气体氢气的作用下，二氧化钛被还原成Ti4O7(氧化硅比较稳定，温度高于1500度，才可以被氢气还原)，采用稀释的HF酸，将二氧化硅溶解形成单分散的纳米Ti4O7。
将Ti4O7均匀分散在水醇溶液中，加入铱前驱体，在碱性条件下，将铱离子还原氧化在Ti4O7的表面，形成氧化铱包覆的Ti4O7。
以实施例2和商用的氧化铱(图中的对比例)为例，将实施例2制备得到的催化剂作为抗反极催化剂，添加到燃料电池的阳极催化层，在燃料电池阳极供氢不足时，检测阳极抗反极行为如图3所示。
图3中显示：在电流密度200mA/cm2，保护电压-1.5V，阳极通氮气，阴极通空气的环境下，本实施例制备出来的催化剂的电池电压反极化时间是商用的氧化铱的电池电压反极化时间的3倍。
总之，本发明实施例的制备方法得到的催化剂为包裹式的核壳结构，因此
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，扩大了氧化铱与反应物的接触面积，提高催化剂的活性，并提高氧化铱的利用率；同时载体是耐高压的Ti4O7，提高催化剂的耐高压性能。其中本发明中的@为包覆的意思，例如IrO2@Ti4O7，则IrO2包裹在Ti4O7的外表面。
可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种抗反极催化剂，其特征在于，所述催化剂包括：作为载体的亚氧化钛和包覆在亚氧化钛表面上的氧化铱；其中，所述催化剂为核壳结构；
所述核壳结构中的氧化铱的质量为亚氧化钛质量的20～30％；
所述催化剂通过在单分散的纳米Ti4O7中加入铱前驱体，在碱性条件下，将铱离子还原氧化在Ti4O7的表面得到。
2.一种如权利要求1所述的抗反极催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、制备SiO2@TiO2：将二氧化钛颗粒、阳离子表面活性剂、硅酸乙酯和溶剂，水解反应后形成SiO2@TiO2，高温处理后，将残留的有机物处理干净；
步骤二、制备Ti4O7：将步骤一制备得到的SiO2@TiO2于还原性气体中处理，形成Ti4O7，然后使用HF处理，去除SiO2，形成单分散的纳米Ti4O7；
步骤三、制备IrO2@Ti4O7：将单分散的纳米Ti4O7、铱前驱体、还原剂、碱性试剂和溶剂于130-150℃中反应3-5小时，用酸中和，洗涤过滤得到IrO2@Ti4O7。
3.根据权利要求2所述的抗反极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的高温处理的环境：500-600℃下处理3-5小时。
4.根据权利要求2所述的抗反极催化剂的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛颗粒的粒径大小为45～55nm之间；
所述阳离子表面活性剂选用十六烷基三甲基溴化铵、辛烷基聚氧乙烯基甲基氯化铵、十二醇聚氧乙烯醚基二甲基氯化铵或辛烷基聚氧乙烯基十六烷基氯化铵其中的一种；
所述溶剂为水和醇的混合液。
5.根据权利要求2所述的抗反极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的二氧化钛颗粒、阳离子表面活性剂、硅酸乙酯、水和醇相互之间的质量比为：1:0.3-0.5:0.5-0.8:200-300:150-200。
6.根据权利要求2所述的抗反极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的还原性气体为氢气，SiO2@TiO2在氢气作用下于1000-1200℃的高温环境下处理3-5小时。
7.根据权利要求2所述的抗反极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的铱前驱体为氯铱酸或氯化铱；
所述还原剂为乙醇或乙二醇；
所述碱性试剂为氨水或者氢氧化钠；
所述溶剂为水和醇的混合液。
8.根据权利要求2所述的抗反极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的单分散的纳米Ti4O7、铱前驱体、还原剂、碱性试剂和水溶剂的质量比为：1:0.3-0.6:100-200:2-5:20-50。
9.一种使用如权利要求8所述的抗反极催化剂在燃料电池中的应用。
CN202110091239.4A 2021-01-22 2021-01-22 抗反极催化剂、制备方法和应用 Active CN112838226B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110091239.4A CN112838226B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 抗反极催化剂、制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110091239.4A CN112838226B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 抗反极催化剂、制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112838226A CN112838226A (zh) 2021-05-25
CN112838226B true CN112838226B (zh) 2022-12-16

Family

ID=75931122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110091239.4A Active CN112838226B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 抗反极催化剂、制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112838226B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113437317B (zh) * 2021-06-24 2022-01-28 国家电投集团氢能科技发展有限公司 一种燃料电池用抗反极催化剂及其制备方法
CN113629255B (zh) * 2021-06-29 2022-09-13 东风汽车集团股份有限公司 一种电池用抗反极催化剂及其制备方法和应用
CN113871640B (zh) * 2021-09-24 2024-01-16 中汽创智科技有限公司 一种燃料电池抗反极催化剂及其制备方法和应用
CN113871629B (zh) * 2021-09-28 2024-03-29 中汽创智科技有限公司 一种抗反极催化剂、其制备方法及应用
CN114792831A (zh) * 2022-04-07 2022-07-26 安徽明天氢能科技股份有限公司 一种高性能、长寿命、抗反极膜电极及其制备方法
CN115050976B (zh) * 2022-06-09 2024-05-14 一汽解放汽车有限公司 一种抗反极材料、抗反极浆液及其制备方法与应用
CN115172777B (zh) * 2022-08-16 2024-05-31 福州大学 一种车用燃料电池阳极催化剂及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4405934B2 (ja) * 2005-03-28 2010-01-27 Ｔａｎａｋａホールディングス株式会社 固体高分子形燃料電池の燃料極用触媒
US9263748B2 (en) * 2009-01-08 2016-02-16 Daimler Ag Reversal tolerant membrane electrode assembly for a fuel cell
CN102208658B (zh) * 2011-04-18 2013-05-22 北京工业大学 一种纳米Ti4O7颗粒的制备方法
CN105576258A (zh) * 2015-11-20 2016-05-11 陕西聚洁瀚化工有限公司 一种Ir0.08Ti0.92O2纳米粉体催化剂的制备方法
CN106976905B (zh) * 2017-03-07 2018-08-24 中国科学院上海硅酸盐研究所 核壳结构的亚氧化钛及其可控制备方法
CN109277096B (zh) * 2018-11-01 2020-12-18 长沙矿冶研究院有限责任公司 碳纳米管负载纳米Ti4O7复合材料及其制备方法与应用
JP7340831B2 (ja) * 2018-11-22 2023-09-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 水素欠乏耐性燃料電池用アノード触媒
CN111029599B (zh) * 2019-08-28 2021-10-15 深圳市通用氢能科技有限公司 燃料电池抗反极催化剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112838226A (zh) 2021-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112838226B (zh) 抗反极催化剂、制备方法和应用
WO2022134932A1 (zh) 一种高度稳定和具有抗反极性能的高 Pt 含量高性能催化剂及其制备方法
CN113437317B (zh) 一种燃料电池用抗反极催化剂及其制备方法
CN101417831A (zh) 一种新型钛基二氧化铅电极及其制备方法
CN113629255B (zh) 一种电池用抗反极催化剂及其制备方法和应用
KR101265074B1 (ko) 탄소부식 억제를 위한 연료전지용 촉매층, 이를 포함하는 연료전지용 막-전극 접합체 및 그 제조방법
KR20200119773A (ko) 촉매반응을 이용한 바나듐 레독스 흐름전지용 고순도 전해액의 제조방법
CN108735980B (zh) 制造核壳纳米颗粒的方法
CN111334837A (zh) 一种镍掺杂二氧化钛纳米管修饰锡锑电极及其制备方法
CN102208658A (zh) 一种纳米Ti4O7颗粒的制备方法
CN110272100B (zh) Ti4O7涂层的陶瓷微滤膜电极的制备方法
WO2019179530A1 (zh) 一种铂基合金催化剂及其制备方法、膜电极及燃料电池
CN113690450A (zh) 一种自由基淬灭剂及其制备方法和其在膜电极的应用
CN114520343A (zh) 一种质子交换膜燃料电池抗反极催化剂及其制备方法
JP5365231B2 (ja) 導電性酸化物担体の製造方法
CN112838227B (zh) 一种质子交换膜燃料电池抗反极阳极Pt/WO3-Mn催化剂及其制备方法
CN111962099B (zh) 用于电催化生产过氧化氢的电极、其制备方法与应用
CN110302772B (zh) 一种负载型光催化材料及其制备方法
CN111924941A (zh) 一种改性PbO2电极的制备方法及电催化去除BPA的方法
RU2324538C1 (ru) Катализатор с наноразмерными частицами на носителе и способ его изготовления
CN114864973B (zh) 一种抗反极催化剂及其制备方法和燃料电池
JP2020017336A (ja) 電解質膜
CN114293178B (zh) 一种电极用氧化锡基改性涂层及其制备方法
CN116463665A (zh) 一种用于水电解的铱和/或钌基催化剂及其制备方法
CN1378299A (zh) 直接甲醇燃料电池阳极非铂纳米催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant