CN1577928B - 一种高电催化活性的燃料电池铂基贵金属催化剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃料电池催化剂及制备方法，是一种高电催化活性的燃料电池铂基贵金属催化剂及其制备方法。该催化剂以H2PtCl4，H2PtCl6，Na2PtCl6，K2PtCl6，Pt(acac)2，Pt(OAC)2，铂的羰基化合物，铂胺络合物或它们的混合物为铂金属的前体，以含第I，V，VI，VII，VIII副族以及第III，IV主族金属的盐类或其混合物为添加物前体，以导电介质为载体。该催化剂的制备方法以微波辐射为加热源，以乙二醇、丙三醇、丁二醇、三乙醇胺、三羟甲基氨基甲烷等二元、三元、四元醇为还原剂及保护剂，在微波辐射下，可快速获得一、二、三元及多元担载与非担载型铂基贵金属催化剂，所获催化剂金属粒子粒径可控制在0.5～10nm，且添加物与铂粒子紧密相邻或形成合金。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池催化剂及制备方法，特别是一种高电催化活性的燃料电池铂基贵金属催化剂及制备方法。
背景技术
燃料电池是一种将燃料及氧化剂的化学能直接转化为电能的装置。这种装置的最大特点是其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制，其能量转换效率高达60％-80％，另外，它还具有燃料多样化、环境友好、可靠易维护等突出的优越性，被认为是21世纪首先的洁净、高效的发电技术。在中低温燃料电池中，担载或非担载型贵金属催化剂已被广泛应用，以提高阴阳极的还原反应及氧化反应的速率。这类催化剂的常用制备方法为浸渍法，沉积沉淀法，共沉淀法，液相还原法，胶体法，但这些方法有时不能很好的控制金属粒子的粒径，尤其是对于要求较高金属载量的低温燃料电池催化剂。而金属粒子的大小对燃料电池的电催化反应有非常重要的影响，金属粒子小的高分散金属催化剂，由于同样的金属用量可提供更多表面活性位，因此有更高催化效率；其次，常规制备方法制备过程周期长，能耗大，成本高；再次，许多过程采用有毒的还原剂或过程废料多。这就迫切需要一种更加经济快捷、更加环境友好和更加有效的燃料电池贵金属催化剂制备方法。
美国专利3,992,331公开了一种制备高分散的活性炭担载铂催化剂过程：该方法先将氯铂酸制备成亚硫酸铂钠(Na6[Pt(SO3)4])，而后通过离子交换，将亚硫酸铂钠中的钠离子交换成氢离子，于空气中加热煮沸，释放多余的亚硫酸根离子，最后在一定温度下干燥所制得铂的黑色胶体，该胶体可再次分散到水或者其他溶剂中，从而很容易担载到各类载体上。利用该方法可以制得1.5-2.5纳米的铂催化剂，同时该方法由于利用亚硫酸根将氯离子置换掉，因此，可以有效地避免催化剂中微量氯离子引起催化活性的降低。但该方法制备成本高，工艺流程复杂，过程不易控制。
美国专利文献5,641,723公开了一种通过胶体法制备担载型金属催化剂的过程：采用NR4BR3H在四氢呋喃(THF)中还原金属盐，制备了多种季胺盐保护的粒径分布范围很窄的纳米级金属胶体，然后将其担载在各种不同的载体上。该方法在无水无氧条件下操作，使用大量的毒性有机溶剂，并产生大量的副产废料，不是一个环境友好的工艺过程，而且过程复杂，不易于控制。
美国专利5,068,161公开了一种浸渍还原法制备担载型金属催化剂的过程：将氯铂酸水溶液加入通过NaHCO3调节成碱性的炭浆中，大量CO2气体释放出来后，通过加入甲醛、甲酸、肼等中的一种还原剂；或者直接过滤干燥后通入N2/H2混合气升温还原，从而制得担载型的Pt/C催化剂。该方法不足之处是需使用甲醛、甲酸、肼等作还原剂，毒性较大，而采用氢升温还原，极其容易使金属粒子长大，且易使催化剂发生自燃，另外，该方法制备得到的金属粒子粒度分布较宽。
文献：D.L.Boxall，Chem.Mater.，13(2001)891，报道了一种制备高担载铂钌碳(PtRu/C)催化剂的过程：采用铂钌(PtRu)单源分子作为金属活性组份前体，利用微波辐射制备出16wt％，50wt％总金属含量的铂钌碳(PtRu/C)催化剂，其合金粒子的平均粒径分别为3.4nm和5.4nm，且每个纳米尺寸的合金粒子上的Pt/Ru原子比接近1/1。该方法的不足之处在于该铂钌(PtRu)单源分子难以获得，非常昂贵；合金粒子无法控制到一个更小的范围；过程使用低沸点丙酮作溶剂，在微波辐射下容易起火。
综上所述，有关担载型金属催化剂制备方法还有如下待改进的地方。1、制备过程对金属粒子大小的控制能力还有待于提高；2、制备过程成本偏高；3、制备过程复杂，难以重现，有待简化；3、制备过程对环境产生污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池用铂基贵金属电催化剂，该催化剂粒径小且分布均匀，具有良好的分散度。
本发明的又一目的在于提供一种快速制备粒径可控，高分散的燃料电池担载与非担载型铂基贵金属催化剂新方法，该方法成本低廉，工艺流程简单快捷，过程易于控制。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种高电催化活性的燃料电池铂基贵金属催化剂，其所述铂基贵金属催化剂以一种铂盐或几种铂盐的混合物作为铂金属前体，以一种金属盐或几种金属盐的混合物为添加物前体，当为担载型时，以可导电介质为载体；在制备中：以微波辐射为加热源，以多元醇为还原剂及保护剂，在微波辐射下，可快速获得粒径可控、高分散的一、二、三元及多元担载与非担载型铂基贵金属催化剂。
所述的催化剂，其中所说的铂金属盐包括H2PtCl4，H2PtCl6，Pt(OAC)2，Pt(acac)2，Na2PtCl6，K2PtCl6，铂的羰基化合物，铂胺络合物或它们的混合物。
所述的催化剂，其中所说的添加物前体为第I，V，VI，VII，VIII副族以及第III，IV主族金属盐或它们的混合物。
所述的催化剂，其中所说的载体为石墨、炭黑、炭纳米管、炭纤维、C-SBA-15、富勒烯、导电高分子及它们的混合物。
所述的催化剂，其中所说的多元醇为乙二醇、丙三醇、丁二醇、三乙醇胺、三羟甲基氨基甲烷等二元醇，三元醇，四元醇。
所述的催化剂，其中所说的微波辐射加热源功率为1～5000W。
一种高电催化活性的燃料电池铂基贵金属催化剂的制备方法，其所述催化剂按以下步骤制备：
(1)、配置可溶性的铂金属盐多元醇溶液或者金属盐多元醇与水的混合溶液，金属盐溶液浓度为1.0×10-5～10mol/L；
(2)、配置可溶性的添加物前体金属盐多元醇溶液或者金属盐多元醇与水的混合溶液，金属盐溶液浓度为1.0×10-5～10mol/L；
(3)、将载体分散于多元醇溶液或者多元醇与水的混合溶液或者水中，超声分散，载体悬浮液浓度0.1～1000g/L；
(4)将步骤(1)、(2)中的溶液均匀混合；
(5)加入碱溶液，调节步骤(4)中所得的溶液pH值；
(6)将步骤(5)中所得溶液与步骤(3)中所得的载体充分混合，以微波辐射加热还原，或者先微波辐射加热还原步骤(5)中所得的溶液，再与步骤(3)中所得的载体充分混合；
(7)加入促沉降剂，过滤，洗涤，真空干燥。
所述的催化剂制备方法，其步骤(5)中所说的pH值位于5～14之间。
所述的催化剂制备方法，其步骤(6)中所说的微波辐射时间为5秒～1小时，较佳在15秒～30分钟。
所述的催化剂制备方法，其步骤(7)中所说的促沉降剂为硝酸，硫酸，盐酸，草酸，醋酸，碳酸及带磺酸根的有机物或它们的混合物。
所述的催化剂，其金属粒子粒径在0.5～10nm，较佳在1～5nm。
所述的催化剂，其添加物为金属或金属氧化物或金属与金属氧化物的混合物。
所述的催化剂，其添加物与铂粒子紧密相邻或形成合金。
本发明具有以下优点：
1、改变分散体系中溶剂的组成，在不使用任何表面活性剂的情况下，使贵金属催化剂粒径小至1-5nm且分布均匀，提高了金属的利用率。
2、采用温和且环境友好的还原剂还原金属离子，避免了常用还原剂使用对环境造成的不良影响。
3、采用微波辐射加热的方法，使制备过程更加快速简单。
4、使用该方法制备燃料电池贵金属催化剂，工艺简单，流程短，耗时少，回收率高，大大降低了催化剂生产成本。
具体实施方式
本发明的催化剂是以H2PtCl4，H2PtCl6，Pt(OAC)2，Pt(acac)2，Na2PtCl6，K2PtCl6，铂的羰基化合物，铂胺络合物或它们的混合物为铂金属的前体，以第I，V，VI，VII，VIII副族以及第III，IV主族金属盐或它们的混合物为添加物前体，以石墨、炭黑、炭纳米管、炭纤维、C-SBA-15、富勒烯、导电高分子及它们的混合物为载体，该催化剂的金属粒径为0.5-10nm，推荐为1-5nm。其中铂的含量为1-99％，推荐为5-80％。催化剂中的添加物与铂粒子紧密相邻或形成合金。
本发明提供的一种制备担载型金属催化剂的方法，其制备过程如下：
(1)、配置可溶性的铂金属盐多元醇溶液或者金属盐多元醇与水的混合溶液，金属盐溶液浓度为1.0×10-5-10mol/L；
(2)、配置可溶性的添加物前体金属盐多元醇溶液或者金属盐多元醇与水的混合溶液，金属盐溶液浓度为1.0×10-5-10mol/L；
(3)、将载体分散于多元醇溶液或者多元醇与水的混合溶液或者水中，超声分散，载体悬浮液浓度0.1-1000g/L；
(4)将步骤(1)、(2)中的溶液均匀混合；
(5)加入碱溶液，调节步骤(4)中所得的溶液pH值；
(6)将步骤(5)中所得溶液与步骤(3)中所得的载体充分混合，加热还原；
(7)加入促沉降剂，过滤，洗涤，真空干燥。
所述的铂盐为H2PtCl4，H2PtCl6，Pt(OAC)2，Pt(acac)2，Na2PtCl6，K2PtCl6，铂的羰基化合物，铂胺络合物或它们的混合物。
所述的添加物为第I，V，VI，VII，VIII副族以及第III，IV主族金属或者其氧化物或它们的混合物。
所述的载体为石墨、炭黑、炭纳米管、炭纤维、C-SBA-15、富勒烯、导电高分子及它们的混合物。
所述的多元醇为乙二醇、丙三醇、丁二醇、三乙醇胺、三羟甲基氨基甲烷等二元醇、三元醇、四元醇中的一种或它们的混合物
所述的加热还原条件为微波辐射加热还原。
所述方法的步骤(6)也可以按以下步骤进行：
先加热还原步骤(5)中所得的溶液，再与步骤(3)中所得的载体充分混合；
然后再进行步骤(7)。
为了进一步说明本发明，列举以下实施例，并不限制发明的范围。
实施例1：
将1克H2PtCl4溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，搅拌均匀，加入Na2CO3水溶液调节pH为5，加入分散于水中石墨炭2.3克，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为300W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂量为20％的石墨炭载铂催化剂2.9克。样品编号A。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径2.4nm。
实施例2：
同实施例1，只是步骤(1)中1克H2PtCl4减少为0.5克，得含铂量为7.4wt％的石墨炭载铂催化剂2.4克。样品编号B。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径1.4nm。
实施例3：同实施例1，只是步骤(1)中1克H2PtCl4增加为4克，得含铂量为40wt％的石墨炭载铂催化剂3.7克。样品编号C。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径2.9nm。
实施例4：同实施例1，只是步骤(1)中1克H2PtCl4增加为20克，得含铂量为75wt％的石墨炭载铂催化剂9.6克。样品编号D。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径5.4nm。
实施例5：将3克H2PtCl6·6H2O及1克的PdCl2溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，搅拌均匀，加入NaOH水溶液调节pH为13，加入分散于水中Vulcan-72R炭2.0克，保持微波幅射8分钟，微波幅射功率为800W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂量为30wt％，含钯15wt％的炭黑载铂钯合金催化剂3.7克。样品编号E。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径3.8nm。
实施例6：将1克Pt(OAC)2溶于15毫升0.25mol/L的硝酸镍乙二醇溶液中，加入50毫升的水溶液，搅拌均匀，加入NaCO3水溶液，调节pH值为7，加入1克的炭纤维，保持微波幅射30秒钟，微波幅射功率为2000W，降至室温后，过滤，水洗，120℃干燥6小时，得含铂量为30wt％，含镍10wt％的炭黑载铂镍合金催化剂2.0克。样品编号F。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径2.7nm。
实施例7：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将将0.5克的氯金酸溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，混合，搅拌均匀，加入Na2CO3水溶液调节pH为10，加入分散于水中纳米炭管2.6克，保持微波幅射10分钟，微波幅射功率为800W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得20wt％Pt-10wt％Au/C合金催化剂3.7克。样品编号G。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径3.2nm。
实施例8：将0.1克的Pt(acac)2溶于30毫升的丙三醇，加入5毫升0.05mol/L的硝酸铜水溶液，搅拌均匀，调节pH值为13，加入270毫克的C-SBA-15，保持微波幅射1分钟，微波幅射功率为1300W，间隔1分钟，保持微波幅射3分钟，微波幅射功率为450W，降至室温后，过滤，水洗，120℃干燥6小时，得含铂量15wt％，含铜量5wt％的C-SBA-15载铂铜合金催化剂300毫克。样品编号H。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径1.6nm。
实施例9：将1克的K2PtCl6及0.5克H2IrCl6·XH2O溶于100毫升丙三醇和900毫升水组成的混合溶剂中，搅拌均匀，加入NaOH乙二醇溶液，调节pH值为11，加入500毫克富勒烯炭，保持微波幅射2分钟，微波幅射功率为600W，降至室温后，过滤，水洗，120℃干燥6小时，得含铂量40wt％，含铱量为15wt％的富勒烯炭担载的PtIr合金催化剂1.1克。样品编号I。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径3.6nm。
实施例10：将1.3克Pt(NH3)4Cl2溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将将1克的三氯化铑三水合物溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，混合，搅拌均匀，加入Na2CO3水溶液调节pH为10，加入分散于乙二醇中的聚乙炔2.6克作载体，保持微波幅射8分钟，微波幅射功率为800W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得20wt％Pt-10wt％Rh/聚乙炔合金催化剂3.7克。样品编号J。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径3.8nm。
实施例11：将1克的Na2PtCl6溶于30毫升的丙三醇，加入50毫升0.05mol/L的硝酸铁水溶液，搅拌均匀，调节pH值为9，加入分散于丙三醇水溶液中的2.5克的聚苯胺作载体，保持微波幅射1分钟，微波幅射功率为1300W，间隔1分钟，保持微波幅射3分钟，微波幅射功率为450W，降至室温后，过滤，水洗，120℃干燥6小时，得含铂量15wt％，含铁量4.5wt％的聚苯胺载铂铁合金催化剂3克。样品编号K。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径1.7nm。
实施例12：将1克的Pt(CO)2及1克的四氧化锇溶于50毫升丁二醇和450毫升水组成的混合溶剂中，搅拌均匀，加入NaHCO3丁二醇溶液，调节pH为9，加入3.2克的石墨化炭黑，保持微波幅射5秒钟，微波幅射功率为5000W，降至室温后，过滤，水洗，120℃干燥6小时，得含铂量15wt％，含锇量为15wt％的炭黑担载的铂锇合金催化剂4.7克。样品编号L。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径3.0nm。
实施例10：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将将1克的三氯化钌三水合物溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，混合，搅拌均匀，加入Na2CO3水溶液调节pH为12，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为1300W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂66wt％，含钌33wt％的铂钌(PtRuOx(X＝1-3))非担载型贵金属催化剂3.7克。样品编号M。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径6.5nm。
实施例11：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将将340毫克的钼酸铵溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，混合，搅拌均匀，加入Na2CO3水溶液调节pH为12，加入分散于水中Vulcan-72R炭2.8克，保持微波幅射5小时，微波幅射功率为1W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂20wt％，含钼5wt％的铂钼碳(PtMoOx(X＝1-3)/C)金属催化剂3.7克。样品编号N。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径1.8nm。
实施例12：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将将275毫克的钨酸铵溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，混合，搅拌均匀，加入Na2CO3水溶液调节pH为12，加入分散于水中Vulcan-72R炭2.6克，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为1300W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂20wt％，含钨5wt％的铂钨碳(PtWOx(X＝1-3)/C)金属催化剂3.7克。样品编号O。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径2.5nm。
实施例13：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将将360毫克的钒酸铵溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，混合，搅拌均匀，加入Na2CO3水溶液调节pH为12，加入分散于水中Vulcan-72R炭2.6克，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为1300W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂20wt％，含钒5wt％的铂钒碳(PtVOx(X＝1-3)/C)金属催化剂3.7克。样品编号P。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径2.8nm。
实施例14：将4.5克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将1.64克的四氯化锡溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，混合，搅拌均匀，加入Na2CO3水溶液调节pH为12，加入分散于水中Vulcan-72R炭2.6克，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为1000W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂45wt％，含锡15wt％的铂锡碳(PtSnOx(X＝1-3)/C)金属催化剂3.7克。样品编号Q。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径3.6nm。
实施例15：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将1克的三氯化钌三水合物，275毫克的钨酸铵溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，均匀混合，加入Na2CO3水溶液调节pH为12，加入分散于水中Vulcan-72R炭2.4克，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为1300W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂20wt％，含钌10wt％，含钨5wt％的铂钌钨碳(PtRuWOx(X＝1-6)/C)金属催化剂3.7克。样品编号R。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径2.9nm。
实施例16：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将1克的三氯化钌三水合物，将340毫克的钼酸铵溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，均匀混合，加入Na2CO3水溶液调节pH为12，加入分散于水中Vulcan-72R炭2.6克，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为1300W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得含铂20wt％，含钌10wt％，含钼5wt％的铂钌钼碳(PtRuMoOx(X＝1-6)/C)金属催化剂3.7克。样品编号S。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径3.2nm。
实施例17：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将1克的RuCl3·3H2O，220毫克的OsO4，220毫克r的H2IrCl6·XH2O溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，上述两种溶液均匀混合，加入Na2CO3水溶液调节pH为14，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为1300W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得铂钌锇铱(PtRuOsIr)合金(原子比：Pt/Ru/Os/Ir＝44/41/10/5)1.3克。样品编号T。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径7.6nm。
实施例18：将2克H2PtCl6·6H2O溶于300毫升乙二醇及100毫升水组成的混合溶剂中，另将1克的RuCl3·3H2O，220毫克的OsO4，220毫克r的H2IrCl6·XH2O溶于250毫升乙二醇及250毫升水组成的混合溶剂中，上述两种溶液均匀混合，加入Na2CO3水溶液调节pH为14，加入分散于水中Vulcan-72R炭3.8克，保持微波幅射5分钟，微波幅射功率为1300W，降至室温后，加入促沉降剂，过滤，水洗，80℃干燥6小时，得金属总含量为25wt％铂钌锇铱碳(PtRuOsIr/C)(原子比：Pt/Ru/Os/Ir＝44/41/10/5)合金催化剂5.0克。样品编号U。采用透射电镜测试金属粒子的大小，结果列于表1中，平均粒径5.7nm。
表1各种样品通过透射电镜测试的平均粒径
| 样品 | A | B | C | D | E | F | G |
| 平均粒径/nm | 2.4 | 1.4 | 2.9 | 5.4 | 3.8 | 2.7 | 3.2 |
| 样品 | H | I | J | K | L | M | N |
| 平均粒径/nm | 1.6 | 3.6 | 3.8 | 1.7 | 3.0 | 6.5 | 1.8 |
| 样品 | O | P | Q | R | S | T | U |
| 平均粒径/nm | 2.5 | 2.8 | 3.6 | 2.9 | 3.2 | 7.6 | 5.7 |
Claims (4)
1.一种高电催化活性的燃料电池铂基贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂按以下步骤制备：
(1)、配置可溶性的铂金属盐多元醇溶液或者金属盐多元醇与水的混合溶液，金属盐溶液浓度为1.0×10-5mol/L；
(2)、配置可溶性的添加物前体金属盐多元醇溶液或者金属盐多元醇与水的混合溶液，金属盐溶液浓度为1.0×10-5mol/L；
(3)、将载体分散于多元醇溶液或者多元醇与水的混合溶液或者水中，超声分散，载体悬浮液浓度0.1～1000g/L；
(4)将步骤(1)、(2)中的溶液均匀混合；
(5)加入碱溶液，调节步骤(4)中所得的溶液pH值；
(6)将步骤(5)中所得溶液与步骤(3)中所得的载体充分混合，以微波辐射加热还原，或者先微波辐射加热还原步骤(5)中所得的溶液，再与步骤(3)中所得的载体充分混合；
(7)加入促沉降剂，过滤，洗涤，真空干燥；所述促沉降剂为硝酸，硫酸，盐酸，草酸，醋酸，碳酸及带磺酸根的有机物或它们的混合物。
2.如权利要求1所述的催化剂制备方法，其特征在于，步骤(5)中所说的pH值位于5～14之间。
3.如权利要求1所述的催化剂制备方法，其特征在于，步骤(6)中所说的微波辐射时间为5秒～1小时。
4.如权利要求3所述的催化剂制备方法，其特征在于，步骤(6)中所说的微波辐射时间为15秒～30分钟。
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