一种制备碳载纳米铂铬金属间化合物作为质子交换膜燃料电池阴极催化剂的方法

摘要

本发明涉及能源、催化相关技术领域，特别是涉及一种碳载纳米铂铬金属间化合物作为质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备方法。本发明提供一种基于金属羰基簇合物途径制备碳载纳米铂铬金属间化合物作为质子交换膜燃料电池阴极催化剂的方法，包括如下步骤：（1）催化剂前驱体金属羰基簇合物的合成；（2）碳载体的注入；（3）催化剂中间体的热处理；（4）金属间化合物的形成。本发明所提供的基于金属羰基簇合物途径制备碳载纳米铂铬金属间化合物纳米电催化剂的方法所制备的纳米铂铬金属间化合物具有分布均匀、电催化氧还原性能高稳定性好等特点。

主权项

一种基于金属羰基簇合物途径制备碳载纳米铂铬金属间化合物作为质子交换膜燃料电池阴极催化剂的方法，包括如下步骤：（1）催化剂前驱体金属羰基簇合物的合成：称取含铂化合物和含铬化合物溶解在溶剂中，所述含铂化合物和含铬化合物中Pt：Cr的摩尔比为1：0.25‑3，搅拌至完全溶解；向溶解有金属离子的溶液中加入醋酸钠和氢氧化钠，醋酸钠的加入量以摩尔比计，为铂元素的3‑10倍，氢氧化钠的加入量以摩尔比计，为铂元素的0‑5倍，控制溶液为碱性溶液体系；再向所述碱性溶液中通入气体移走该碱性溶液体系中的空气，然后在一氧化碳气氛下于40‑80℃加热反应2小时‑36小时，得到金属羰基簇合物溶液A；（2）碳载体的注入：向金属羰基簇合物溶液A中加入碳载体，碳载体的加入量以质量比计，为铂元素的0.3‑5倍；在50—80℃下加热搅拌2‑12小时，然后移除溶剂，得到组分B；（3）催化剂中间体的热处理：在气体保护下将组分B在300‑500℃下热处理3‑10小时，冷却后得到组分C；（4）金属间化合物的形成：将组分C在纯氢气气氛下在650‑800℃下热处理3‑10小时，冷却后水洗、干燥后得到纳米铂铬金属间化合物催化剂。