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      一種鉑?核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法及應(yīng)用與流程

      文檔序號(hào):12066311閱讀:來源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于以下步驟:

      1)將卟啉完全溶于有機(jī)溶劑中,其中,卟啉在有機(jī)溶劑中的濃度為0.1-10mmol/L,加入炭黑,超聲分散后,蒸干溶劑,在500-1100℃下的載氣中焙燒0.5-3小時(shí),冷卻至室溫;加入0.1-8mol/L的酸性水溶液,在50-90℃的水浴中回流2-12小時(shí)后,抽濾,去離子水洗至中性,烘干,得到核殼結(jié)構(gòu)碳非貴金屬電催化劑;所述的卟啉與炭黑的質(zhì)量比為1:0.1~10;

      2)將表面活性劑溶解到有機(jī)溶劑中,其中,表面活性劑在有機(jī)溶劑中的摩爾濃度為5-50mmol/L,加入殼結(jié)構(gòu)碳非貴金屬電催化劑作為載體,超聲分散10-60分鐘,再加入5-80mmol/L的鉑化合物水溶液,在室溫下攪拌30-120分鐘,靜置,分液去除水相,將剩余溶液加水稀釋2-20倍,在大于500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下,加入硼氫化鈉或其水溶液,反應(yīng)4分鐘以上,蒸發(fā)去除有機(jī)溶劑后,去離子水抽濾、洗滌、真空干燥,得到鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑;

      所述的反應(yīng)體系中硼氫化鈉的摩爾濃度為10-500mmol/L;

      所述的鉑化合物為氯鉑酸、氯亞鉑酸、氯鉑酸鹽、氯亞鉑酸鹽中的一種或兩種以上的混合物。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于所述的卟啉為meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉鐵、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉鈷、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉鋅、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉錳、meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉鎳中的一種或兩種以上混合物。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于所述的酸性水溶液為硼酸、硫酸、苯磺酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、磷酸、氫氟酸、硝酸和高氯酸中的一種或兩種以上的混合物。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、硬脂酸鉀、油酰基多縮氨基酸鈉、十二烷基氨基丙酸鈉、月桂基硫酸鈉、聚環(huán)氧乙烯月桂酰醚、月桂酸失水山梨醇酯、油酸二乙醇酰胺、十二烷基二甲基甜菜堿、十四烷基二甲基磺乙基甜菜堿、硬脂酸、油胺、油酸中的一種或兩種以上的混合物。

      5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、硬脂酸鉀、油?;嗫s氨基酸鈉、十二烷基氨基丙酸鈉、月桂基硫酸鈉、聚環(huán)氧乙烯月桂酰醚、月桂酸失水山梨醇酯、油酸二乙醇酰胺、十二烷基二甲基甜菜堿、十四烷基二甲基磺乙基甜菜堿、硬脂酸、油胺、油酸中的一種或兩種以上的混合物。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于,所述的步驟1)和步驟2)中的有機(jī)溶劑為氯仿、二氯甲烷、四氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、乙醚、乙酸乙酯、正己烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲基異丁酮、醋酸異丙酯、乙醇、乙醚、甲醇、丙三醇、丙酮中的一種或兩種以上的混合溶劑。

      7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于,所述的步驟1)和步驟2)中的有機(jī)溶劑為氯仿、二氯甲烷、四氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、乙醚、乙酸乙酯、正己烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲基異丁酮、醋酸異丙酯、乙醇、乙醚、甲醇、丙三醇、丙酮中的一種或兩種以上的混合溶劑。

      8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或7所述的一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于,所述的載氣為氦氣、氖氣、氬氣、氮?dú)?、氨氣中的一種或兩種以上的混合氣體。

      9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑的制備方法,其特征在于,所述的載氣為氦氣、氖氣、氬氣、氮?dú)?、氨氣中的一種或兩種以上的混合氣體。

      10.權(quán)利要求1-9任一所述的制備方法得到的鉑-核殼結(jié)構(gòu)碳復(fù)合電催化劑應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池。

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