电催化剂、多孔气体扩散电极及其制备方法

摘要

本发明涉及用于燃料电池及燃料电池型气体传感器中电催化剂、用该种电催化剂制成的多孔气体扩散电极、以及所述电催化剂和多孔气体扩散电极的制备方法，为解决现有技术中存在的反应时间过长、反应温度过高，贵金属损失大，均匀性差，电极结构性能较差等问题，本发明在电催化剂的制备过程中加入保留剂以极大地提高催化剂的利用率和均匀性，并通过加入催化活化剂来提高电催化剂的活性和可操作性，通过采用醇类溶剂做分散剂，再添加还原剂的方法在较低温度下，较短时间内制备颗粒均匀的电催化剂，另外通过采用双筒滚压动态挥发溶剂的方法制备了结构稳定、均匀、表面无裂缝、憎水性良好的多孔气体扩散电极。

主权项

1.一种电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将贵金属化合物均匀地分散于有较高沸点的溶剂中；其中，所述贵金属是铂(Pt)、钌(Ru)、钯(Pd)、铑(Rh)、铱(Ir)、金(Au)、银(Ag)中的一种或多种的组合；所述溶剂中包括含量大于95％的乙二醇，所述贵金属在溶剂中的含量为1-30g/L；(2)以碳黑作为导电性载体，将其均匀地分散于有较高沸点的溶剂中；其中，所述碳黑颗粒的大小在20纳米-20微米之间，表面导电率大于100mS/cm2，所述碳黑在溶剂中的含量为1-50g/L，所述溶剂中包括含量大于95％的乙二醇；(3)混合由步骤(1)和(2)中制备的溶液和悬浮液，再用PH调节剂调节悬浮液PH至弱酸性，即PH＝6.5-2，使得所述贵金属化合物均匀地吸附到所述碳黑；其中所用的PH调节剂是碳酸钠、碳酸氢钠类弱碱性物质的水溶液，所述PH调节剂的浓度为10-100g/L；(4)加热步骤(3)中的混合液，在70-180℃下反应0.5-2小时；(5)室温下加入保留剂到步骤(4)所得的混合液中，均匀地混合0.5-1小时；其中所述保留剂是具有憎水性的聚合物颗粒悬浮液，保留剂的颗粒直径为0.02-1μm，含量为10-70％；(6)对步骤(5)所得的混合液进行过滤，再用去离子水洗涤；(7)在步骤(6)所得的固体加入少量稀释剂，均匀地分散，然后在70-80℃下加热直至固体和溶剂两相分离，制得的粘性涂料即为电催化剂；其中所述稀释剂包括含量大于50％的异丙醇。