CN116053492B - 超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于燃料电池的超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂的制备方法，其先对碳粉进行功能化处理，然后将Pt颗粒担载于功能化的碳粉表面，并在其上交替吸附金属离子和2‑甲基咪唑，从而在功能化碳粉表面生成的超薄MOF层，并利用该超薄MOF层对Pt颗粒起到限域作用，再在其表面沉积金属前驱体，并经高温合金化处理及酸洗，获得所述超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂，其中合金颗粒粒径较小、尺寸均一、分散均匀。本发明中利用MOF衍生的超薄多孔碳层保护Pt颗粒在高温合金化处理过程中不发生团聚，制备得到组分可控的超小Pt基合金，且超薄多孔碳保护层的存在能避免Pt合金颗粒在催化过程中发生迁移、脱落，从而使其保持良好的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种具备高稳定性、高性能的燃料电池用超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂的制备方法。
背景技术
燃料电池的膜电极（MEA）是燃料电池的关键组件，其上的催化层是反应发生的场所，其性能好坏直接决定燃料电池的功率密度。燃料电池阴极催化剂始终面临着动力学反应迟缓的关键问题，因而在燃料电池电堆中经常需要添加大量的Pt金属，这造成成本增加。同时，燃料电池存在着耐久性不足等问题，这严重影响了燃料电池商业化进程。膜电极的耐久性不足主要由于燃料电池在工作状态下，催化剂表面的Pt颗粒易于在载体上发生迁移、团聚、脱落和溶解等现象，导致催化剂的活性面积降低，进而降低催化剂的催化性能，导致燃料电池性能下降。因此，在不降低甚至提升铂基催化剂性能的前提下，提高贵金属铂的利用率、降低成本是目前研究的重点。
将贵金属Pt与较低价格的过渡金属及主族金属形成合金是一种提高催化剂催化活性、增强稳定性以及提高Pt的利用率进而降低Pt用量的有效方式。Pt基合金能够具备更好的催化性能以及更好地应用前景主要来源于：（1）过渡金属的加入，能够调节Pt的电子结构，降低Pt的d带中心，进而改善Pt对氧还原含氧中间体的吸附性质，提升催化剂的催化性能；（2）过渡金属进入Pt的晶格中，造成表面Pt层出现明显的拉伸晶格应变，进一步调节催化剂的催化性能；（3）制备Pt合金能够降低Pt的使用量，降低了膜电极的成本。然而Pt基合金的制备往往需要在高温环境下进行以促进合金化，这会导致颗粒尺寸难以控制，同时过渡金属在热处理过程中的无序运动还会造成颗粒在碳载体上难以分布均匀。因此，如何制备出颗粒分布均匀且尺寸较小的Pt基合金仍存在巨大挑战。
中国专利CN 108808022A公开了一种基于介观结构的高性能低铂燃料电池催化剂及其制法，该方法主要通过将铂前驱体、钴前驱体、碳载体、还原剂加入多元醇中，在多元醇中直接进行反应获得碳载合金催化剂。但该方法中对合金颗粒的尺寸控制、颗粒分布的均匀性问题，以及对于合金组分的调控仍需要得到优化。
发明内容
基于目前燃料电池所用Pt基合金催化剂在制备方面存在的技术缺陷，本发明提供了一种用于燃料电池的超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于燃料电池的超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
1）先对碳粉进行功能化处理，然后将Pt颗粒担载于功能化处理后的碳粉上，得到Pt/活化碳载体；
2）在溶液体系中加入金属离子，搅拌2h使其吸附于步骤1）所得Pt/活化碳载体上，随后加入2-甲基咪唑并搅拌2h；重复三次金属离子与2-甲基咪唑的加入，从而通过2-甲基咪唑与吸附在Pt/活化碳载体上的金属离子的层层配位作用，在Pt/活化碳载体表面生成超薄MOF层，并利用所形成的超薄MOF层对Pt颗粒起到限域作用，制得碳载MOF限域的Pt催化剂前驱体；
3）将步骤2）所得碳载MOF限域的Pt催化剂前驱体分散于水中，将金属前驱体采用浸渍法沉积到碳载MOF限域的Pt催化剂前驱体表面；
4）将步骤3）所得产物在还原性气氛中进行高温合金化处理，并经酸洗去除多余的金属后，再经烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂。
进一步地，步骤1）所述碳粉为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的任意一种。
进一步地，步骤1）所述功能化处理是使碳粉表面产生含氧官能团或氨基官能团；更进一步地，所述含氧官能团为羰基或羟基。
进一步地，步骤1）中实现Pt颗粒在功能化处理后的碳粉上进行担载的方法为液相制备法或浸渍还原法。
进一步地，步骤1）所得Pt/活化碳载体中铂的担载量为5wt%-80wt%。
进一步地，步骤2）所述溶液体系采用水、乙醇、甲醇中的一种或几种为溶剂。
进一步地，步骤2）中每次加入金属离子、2-甲基咪唑的量与Pt/活化碳载体的质量比为5:5:1。所述金属离子为钴离子、锌离子或两者以任意比例组成的混合物。
进一步地，步骤2）所述超薄MOF层的厚度约为1nm。
进一步地，步骤3）所述金属前驱体为钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、钼、铱、镁、锡中至少一种的盐酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、草酸盐、磷酸盐、氨基化合物、羰基化合物或乙酰丙酮化合物；其用量按Pt与金属前驱体中金属元素的原子比为1:1-1:7进行换算。
进一步地，步骤4）所述还原性气体为氢气与惰性气体的混合气，其中，氢气的体积含量为1%~100%。
进一步地，步骤4）所述高温合金化处理的温度为300℃~1000℃，时间为0.5-6 h；
进一步地，所得超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂中合金颗粒的尺寸为2-4nm。
所得超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂为二元合金、三元合金或多元合金，其可用于制备燃料电池。
本发明燃料电池催化剂的制备相较于现有技术具有以下有益效果：
1. 本发明将超薄MOF生长在Pt颗粒周围，使其在高温合金化过程中能够对Pt颗粒起到限域保护作用，经热处理及后续酸处理后其形成超薄的多孔碳层，可进一步提高Pt合金的稳定性。
2. 本发明通过将金属前驱体沉积于MOF限域的Pt周围及表面，以提供形成合金所需的金属元素，并通过调控金属前驱体与贵金属的比例，以明显优化合金的氧还原性能及燃料电池效率。此外，由于存在MOF层，合金化过程中能够避免过渡金属及Pt颗粒的迁移造成Pt颗粒的团聚，获得尺寸超小的Pt合金。
附图说明
图1为实施例1-3及对比例1-3所得催化剂样品的SEM图。
图2为实施例1所得催化剂样品在热处理前的XRD图。
图3为实施例1所得催化剂样品在热处理前后的高倍透射图。
图4为利用实施例1-3（a）、实施例4-6（b）及对比例1-3（c）所得催化剂样品制备的单电池的性能测试结果图。
图5为利用实施例1与对比例4所得催化剂样品制备的单电池的性能测试结果图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、160mg活化碳载体与108mg氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将0.2g步骤2）所得碳载铂粉末分散于水中，加入1g硝酸锌，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍，随后加入1g 2-甲基咪唑，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍；重复该步骤3次，获得MOF限域的碳载Pt；
4）将200mg MOF限域的碳载Pt分散于去离子水中，按Pt与Co的原子比为1:3加入硝酸钴，超声2h分散均匀后进行冷冻干燥，使得Co浸渍于MOF限域的碳载Pt表面，获得黑色粉末；
5）将步骤4）所得黑色粉末置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h去除多余的金属后，再经烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂样品。
实施例2
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、160mg活化碳载体与108mg氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将0.2g步骤2）所得碳载铂粉末分散于水中，加入1g硝酸锌，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍，随后加入1g 2-甲基咪唑，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍；重复该步骤3次，获得MOF限域的碳载Pt；
4）将200mg MOF限域的碳载Pt分散于去离子水中，按Pt与Co的原子比为1:1加入硝酸钴，超声2h分散均匀后进行冷冻干燥，使得Co浸渍于MOF限域的碳载Pt表面，获得黑色粉末；
5）将步骤4）所得黑色粉末置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h去除多余的金属后，再经烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂样品。
实施例3
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、160mg活化碳载体与108mg氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将0.2g步骤2）所得碳载铂粉末分散于水中，加入1g硝酸锌，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍，随后加入1g 2-甲基咪唑，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍；重复该步骤3次，获得MOF限域的碳载Pt；
4）将200mg MOF限域的碳载Pt分散于去离子水中，按Pt与Co的原子比为1:7加入硝酸钴，超声2h分散均匀后进行冷冻干燥，使得Co浸渍于MOF限域的碳载Pt表面，获得黑色粉末；
5）将步骤4）所得黑色粉末置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h去除多余的金属后，再经烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂样品。
实施例4
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、160mg活化碳载体与108mg氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将0.2g步骤2）所得碳载铂粉末分散于水中，加入1g硝酸锌，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍，随后加入1g 2-甲基咪唑，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍；重复该步骤3次，获得MOF限域的碳载Pt；
4）将200mg MOF限域的碳载Pt分散于去离子水中，按Pt与Fe的原子比为1:3加入硝酸铁，超声2h分散均匀后进行冷冻干燥，使得Fe浸渍于MOF限域的碳载Pt表面，获得黑色粉末；
5）将步骤4）所得黑色粉末置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h去除多余的金属后，再经烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂样品。
实施例5
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、160mg活化碳载体与108mg氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将0.2g步骤2）所得碳载铂粉末分散于水中，加入1g硝酸锌，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍，随后加入1g 2-甲基咪唑，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍；重复该步骤3次，获得MOF限域的碳载Pt；
4）将200mg MOF限域的碳载Pt分散于去离子水中，按Pt与Ni的原子比为1:3加入硝酸镍，超声2h分散均匀后进行冷冻干燥，使得Ni浸渍于MOF限域的碳载Pt表面，获得黑色粉末；
5）将步骤4）所得黑色粉末置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h去除多余的金属后，再经烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂样品。
实施例6
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、160mg活化碳载体与108mg氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将0.2g步骤2）所得碳载铂粉末分散于水中，加入1g硝酸锌，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍，随后加入1g 2-甲基咪唑，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍；重复该步骤3次，获得MOF限域的碳载Pt；
4）将200mg MOF限域的碳载Pt分散于去离子水中，按Pt与Mn的原子比为1:3加入硝酸锰，超声2h分散均匀后进行冷冻干燥，使得Mn浸渍于MOF限域的碳载Pt表面，获得黑色粉末；
5）将步骤4）所得黑色粉末置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h去除多余的金属后，再经烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂样品。
对比例1
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、160mg活化碳载体与108mg氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将200mg碳载铂粉末分散于去离子水中，按Pt与Co的原子比为1:3加入硝酸钴，超声2h分散均匀后进行冷冻干燥，使得Co浸渍于MOF限域的碳载Pt表面，获得黑色粉末；
4）将步骤3）所得黑色粉末置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h去除多余的金属后，再经烘干，得到Pt基合金催化剂对比样品。
对比例2
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、200mg活化碳载体与13mL氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将0.2g步骤2）所得碳载铂粉末分散于水中，加入1g硝酸锌，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍，随后加入1g 2-甲基咪唑，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍；重复该步骤3次，获得MOF限域的碳载Pt；
4）将200mg步骤3）所得MOF限域的碳载Pt置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h并烘干后，得到Pt基合金催化剂对比样品。
对比例3
1）将100ml浓硝酸与1g导电炭黑搅拌1h后，在130℃下冷凝回流2h，然后使用水清洗3次，冷冻干燥后获得活化碳载体；
2）将0.4g氢氧化钠、200mL乙二醇、160mg活化碳载体与108mg氯铂酸混合于500mL烧瓶中，随后在200℃下冷凝回流2h后抽滤，并用去离子水洗涤3次，再置于60℃烘箱进行烘干，得到Pt载量为20%的黑色碳载铂粉末；
3）将0.2g步骤2）所得碳载铂粉末分散于水中，加入1g硝酸锌，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍，随后加入1g 2-甲基咪唑，搅拌2h后用去离子水洗涤3遍；重复该步骤3次，获得MOF限域的碳载Pt；
4）将200mg MOF限域的碳载Pt分散于去离子水中，按Pt与Co的原子比为1:10加入硝酸钴，超声2h分散均匀后进行冷冻干燥，使得Co浸渍于MOF限域的碳载Pt表面，获得黑色粉末；
5）将步骤4）所得黑色粉末置于管式炉中，在流动的10%H2/90%N2气体氛围下，以5℃/min的速率升温至750℃，保温2h后，待冷却至室温后取出，经0.5M硫酸溶液酸洗2h去除多余的金属后，再经烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂对比样品。
对比例4
采用JM公司购买的20%Pt/C催化剂作为对比例4。
图1为实施例1-3及对比例1-3所得催化剂样品的SEM图。由图中可见，实施例中合金颗粒尺寸均较小且分布均匀，而对比例1由于没有超薄MOF层衍生的多孔碳限域，热处理后样品表面合金颗粒明显增大，出现许多团聚而出的大颗粒，证明了超薄MOF层具有限域作用，能够抑制合金化热处理过程中颗粒粒径的增大。同时，通过对比实施例1-3可以发现，随着金属前驱体沉积的量越多，制备出的合金颗粒粒径越大，表明更多的过渡金属迁移进入Pt的晶格内。而当不沉积金属前驱体时，如对比例2，所得颗粒粒径很小，但由于过渡金属的不足，催化剂的催化性能可能难以提升。而在沉积过量金属前驱体时，如对比例3，同样会出现部分粒径较大的颗粒。以上结果证明，精确控制沉积过渡金属及金属前驱体的量，能够控制合金颗粒的粒径。
图2为实施例1所得催化剂样品在热处理前的XRD图。图中出现了明显的ZIF-8晶体相近的峰，说明了在载体表面成功生长出了MOF。
图3为实施例1所得催化剂样品在热处理前后的高倍透射图。由图中可见，热处理前后，颗粒粒径没有出现明显变化，且分布均匀。同时，图中颗粒周围出现了明显的超薄碳层，厚度约为1nm左右，进一步证明了超薄碳层对Pt合金有限域作用。
将制备得到的催化剂样品与nafion溶液以体积比7:3混合，并加入适量的乙醇进行分散，配制成催化剂料浆；将配成的催化剂料浆分别喷涂到质子膜的两侧，喷涂量按照双面Pt载量为0.25mg/cm2计，并进一步裁剪出面积为5×5 cm的小催化剂膜，用其组装成单电池，并对所得单电池的性能进行测试，
图4为利用实施例1-3（a）、实施例4-6（b）及对比例1-3（c）所得催化剂样品制备的单电池的性能测试图。由图中可见，实施例1表现出了最佳的峰值功率密度，达到了948.6mW/cm2，而当浸渍的Co金属前驱体过多或过少时，催化剂的性能均略逊于实施例1；且本发明超薄碳层限域制备合金的方法应用于制备不同种类的合金颗粒，均表现出优异的性能。而对比例1的峰值功率密度仅为777.3，证明当没有超薄碳层作为保护层时，热处理会显著增大颗粒粒径、显著降低催化剂的催化活性；对比例2与对比例3的峰值功率密度分别为834.2 mW/cm2和863.9 mW/cm2均低于实施例1，这说明尽管颗粒粒径很小，但由于缺少过渡金属元素形成合金，致使性能较弱（对比例2），而当加入Co的量过多时，会造成颗粒粒径的局域增大，尽管形成合金但性能仍小于实施例1（对比例3）。
图5为利用实施例1与对比例4所得催化剂样品制备的单电池的性能测试对比图。由图证明具有碳层保护的合金催化剂的性能优于商用催化剂，展现出极大的应用潜力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种用于燃料电池的超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂的制备方法，其特性在于，包括以下步骤：
1）先对碳粉进行功能化处理，然后将Pt颗粒担载于功能化处理后的碳粉上，得到Pt/活化碳载体；
2）在溶液体系中加入金属离子，搅拌2h使其吸附于Pt/活化碳载体上，随后加入2-甲基咪唑并搅拌2h；重复三次金属离子与2-甲基咪唑的加入，从而通过2-甲基咪唑与吸附在Pt/活化碳载体上的金属离子的层层配位作用，在Pt/活化碳载体表面生成超薄MOF层，并利用所形成的超薄MOF层对Pt颗粒起到限域作用，制得碳载MOF限域的Pt催化剂前驱体；
3）将步骤2）所得碳载MOF限域的Pt催化剂前驱体分散于水中，将金属前驱体采用沉积法沉积到碳载MOF限域的Pt催化剂前驱体表面；
4）将步骤3）所得产物在还原性气氛中进行高温合金化处理，并经酸洗、烘干，得到超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂；
步骤1）所述碳粉为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的任意一种；所述功能化处理是使碳粉表面产生含氧官能团或氨基官能团；所述含氧官能团为羰基或羟基；
步骤2）中每次加入金属离子、2-甲基咪唑的量与Pt/活化碳载体的质量比为5:5:1；所述金属离子为钴离子、锌离子或两者以任意比例组成的混合物；
步骤3）所述金属前驱体为钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、钼、铱、镁、锡中至少一种的盐酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、草酸盐、磷酸盐、氨基化合物、羰基化合物或乙酰丙酮化合物；其用量按Pt与金属前驱体中金属元素的原子比为1:1-1:7进行换算。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，步骤1）中所述Pt/活化碳载体中铂的担载量为5wt%-80wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，步骤2）所述溶液体系采用水、乙醇、甲醇中的一种或几种为溶剂。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，步骤2）所述超薄MOF层的厚度为1nm。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，步骤4）所述还原性气氛为氢气与惰性气体的混合气，其中，氢气的体积含量为1%~100%；所述高温合金化处理的温度为300℃~1000℃，时间为0.5-6 h。
6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，所得超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂中合金颗粒的尺寸为2-4 nm。
7.一种如权利要求1所述方法制备的超薄多孔碳层保护的Pt基合金催化剂在制备燃料电池中的应用。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113422073A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-21 | 长春黄金研究院有限公司 | 钴修饰的碳载超细铂纳米合金催化剂的制备方法 |
| CN114300693A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-08 | 福州大学 | 一种碳载体活化提高燃料电池碳载铂基催化剂稳定性的方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070032368A (ko) * | 2004-07-09 | 2007-03-21 | 악타 에스.피.에이. | 연료 전지 전극용의 백금 및 백금 합금계 촉매, 이의 제조방법, 용도 및 이를 포함하는 연료 전지 |
| US8993198B2 (en) * | 2009-08-10 | 2015-03-31 | Korea University Research And Business Foundation | Process of preparing PT/support or PT alloy/support catalyst, thus-prepared catalyst and fuel cell comprising the same |
| KR101265075B1 (ko) * | 2011-05-13 | 2013-05-16 | 연세대학교 산학협력단 | 실리카 코팅을 이용한 연료전지용 합금촉매의 제조방법 |
| KR101597970B1 (ko) * | 2014-03-10 | 2016-02-26 | 연세대학교 산학협력단 | 폴리도파민 보호 코팅을 이용한 합금촉매의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 합금촉매 |
| CN107331877A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-11-07 | 重庆大学 | 一种三维碳骨架镶嵌纳米铂基合金催化剂的制备方法 |
| CN112467150B (zh) * | 2020-11-26 | 2021-09-24 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种氮磷共掺杂金属有机框架封装铂钴基合金及其制备方法与应用 |
| CN112952118A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-06-11 | 华南理工大学 | 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 |
| CN113600209B (zh) * | 2021-08-23 | 2022-12-09 | 西安交通大学 | 制备高分散碳载Pt基有序合金催化剂的方法及催化剂 |
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-
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Patent Citations (2)
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| CN113422073A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-21 | 长春黄金研究院有限公司 | 钴修饰的碳载超细铂纳米合金催化剂的制备方法 |
| CN114300693A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-08 | 福州大学 | 一种碳载体活化提高燃料电池碳载铂基催化剂稳定性的方法 |
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