【发明授权】一种利用H2液相还原制备碳载Pt壳核催化剂的方法_清华大学;浙江锋源氢能科技有限公司_201911219300.8 

申请/专利权人:清华大学;浙江锋源氢能科技有限公司

申请日:2019-12-03

发明/设计人:赵卿;王诚;王海峰;王建龙;唐亚平

公开(公告)日:2021-04-13

代理机构:北京众合诚成知识产权代理有限公司

公开(公告)号:CN110743571B

代理人:陈波

主分类号:B01J23/89(20060101)

地址:100084 北京市海淀区清华大学

分类号:B01J23/89(20060101);B01J37/18(20060101);B82Y30/00(20110101);B82Y40/00(20110101);B01J37/16(20060101);B01J37/03(20060101);B01J37/34(20060101);H01M4/88(20060101);H01M4/92(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.04.13#授权;2020.02.28#实质审查的生效;2020.02.04#公开

摘要:本发明涉及一种利用H2液相体系还原制备低铂合金核壳结构催化剂的方法,特别是一种Pt合金壳层表面包覆非贵金属核的纳米合金催化剂,包括如下步骤:1非贵金属前驱体的分散和负载;2非贵金属核的还原和担载;3过渡贵金属壳层的置换包覆;4在H2还原作用下,贵金属合金壳层的还原包覆;5晶体陈化生长;6离心、干燥获得低铂壳核合金催化剂。获得的Pt及其合金壳层表面包覆的非贵金属核纳米核壳合金催化剂是一种超细纳米颗粒,具有高效的氧还原活性,催化剂载量低,活性和稳定性好,在燃料电池和电化学氧还原催化过程中具有重要应用价值。

主权项:1.一种利用H2液相体系还原制备高活性低铂合金核壳结构催化剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:1在惰性气体保护作用下,加入表面活性剂,通过超声、搅拌将非贵金属前驱体分散,并负载在碳载体上;所述表面活性剂分子量范围4300-100000,为P123、F127、聚丙烯酰胺、PVP、CTAB、聚乙二醇或聚氧化乙烯中的一种或两种以上;加入量0.01~0.8g;所述非贵金属离子包括Co2+、Ni2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Mn2+、Mo5+、Zr4+、Ag+中的一种;2通过加入强还原剂进行非贵金属前驱体的快速还原和分散,制备稳定的超细非贵金属核结构;3通过金属置换反应,制备过渡贵金属壳层,进行非贵金属核的置换包覆;4在辅助还原剂的作用下,通过液相H2鼓泡还原溶液中的Pt前驱体,制备完整包覆的壳核催化剂,进行贵金属及其合金壳层的还原包覆;所述辅助还原剂包括草酸、草酸铵、柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸二钠、Na2SO3、FeSO4、SnCl2中的一种;所述Pt前驱体包括H2PtCl6、K2PtCl4、氯铂酸铵、乙酰丙酮铂、PtNH36Cl2、PtNH34Cl2、PtNO22NH32中的一种或几种的混合物;所述H2液相鼓泡是通过H2或H2与Ar、He、N2混合气进行鼓泡;所述还原包覆的反应温度为40~100℃,反应时间为2~6h;5调节pH值,在恒温搅拌作用下,进行晶体的陈化生长;6通过离心、干燥,获得低铂合金壳核结构催化剂。

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