一种有序碳载质子交换膜燃料电池催化剂及制备方法

摘要

一种有序碳载质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法。采用多孔阳极氧化铝为模板，含碳有机物作为碳源，浸渍法使碳源填充到模板的孔道中，在惰性气体保护下高温石墨化，在孔道内生成有序碳纳米管。去除模板，在有序的碳纳米管上担载金属Pt，制得有序碳纳米管为担体的燃料电池催化剂。由于采用有序碳纳米管为载体，金属Pt得以均匀分散在比表面积很大的纳米管上，增加了催化剂的表面积和反应活性点，提高了Pt的利用率，从而减少了贵金属的用量，降低了催化剂成本，而且有序的碳纳米管孔道可以作为燃料电池系统中水的排除通道，解决了燃料电池排水的问题。

主权项

1、一种有序碳载质子交换膜燃料电池催化剂制备方法，其特征在于有如下步骤：步骤1；将所选择的含碳有机物，溶解在水或乙醇中，形成溶液，将多孔氧化铝模板浸渍于该溶液中，直到模板被溶液充分浸润；步骤2；用乙醇溶液或蒸馏水充分洗涤由步骤1浸渍过的阳极氧化铝模板表面，于真空烘箱中80-100℃下烘3-5小时；步骤3；将步骤2得到的氧化铝模板置于管式炉中，在N2气氛下进行煅烧，800℃下煅烧2-3小时，1150℃下煅烧4-5小时，然后自然降温后取出含碳的氧化铝模板；步骤4；用1mol/L NaOH溶液或5-10％的磷酸水溶液浸渍去除步骤3得到的氧化铝模板，得到有序碳纳米管载体，用蒸馏水洗涤至中性，80-100℃下真空烘干；步骤5；将1mmol/L H2PtCl6溶液加入无水乙醇、水和异丙醇的混合溶液中，用超声波混合均匀，用1mol/L Na2CO3溶液调pH＝8-9；获得混合物；步骤6；将有序碳纳米管载体放入由步骤5获得的混合物中，超声波搅拌30min，之后静置10-14h，再缓慢滴加5％甲醛溶液，温度控制在60-70℃，反应中通氮气作为保护气，超声波搅拌；步骤7；在步骤6反应完成之后停止通气，取出有序碳纳米管载体材料，用去离子水充分洗涤，在80-100℃下真空干燥，得到有序碳纳米管为载体的催化剂。