[发明专利]一种耐硫阳极催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于H₂S固体氧化物燃料电池的耐硫阳极催化剂，特别是一种具有很好耐硫性能的LaCrO₃基耐硫阳极催化剂的制备方法。

背景技术

1987年，美国科学家Pujare[Pujare N U，Semkow K W，Sammells A F.A direct H₂S/airsolid oxide fuel cell.Journal of the Electrochemical Society，1987，134(10)：2639～2640]研究了以H₂S和O₂作为反应气体的固体氧化物燃料电池，标志着一种H₂S处理新技术及其综合利用时代的到来。H₂S是一种强腐蚀性、高毒性和具有不良气味的气体，它对许多常用的阳极催化剂有比较严重的毒害作用，影响阳极催化剂的电催化性能，导致燃料电池性能下降。因此，针对H₂S燃料电池，开发新型的耐硫阳极是亟待解决的问题。

目前，国内外研究的耐硫阳极电催化剂主要包括碳载贵金属电极、硫铁矿、金属硫化物及其双元复合物以及钙钛矿ABO₃型耐硫阳极等。如国外Pujare[Zhu B，Tao SW.Chemical stability study of Li₂SO₄ in a H₂S/O₂ fuel cell.Solid State Ionics，2000，127(1～2)：83～88]等发现了复合金属硫化物如CuFe₂S₄适合作为H₂S燃料电池阳极催化材料，随后许多研究者开发了各种如FeS、NiS、MoS₂、CoS、CuS、WS₂、PbS等单金属硫化物阳极材料，这些金属硫化物不仅价格低廉，而且在H₂S气流中具有较高的稳定性、耐腐蚀性与催化性能。另外，Chuang等[Li K T，Cheng W D.Selective oxidationof hydrogen sulfide over Bi-Mo catalysts.Applied Catalysis A，1996，142：315～326]研究出MoS₂为基体的复合金属硫化物阳极材料，在此基础上加入少量的银粉显著地增加了阳极的导电性能，降低了电极的极化损失。Chuang等还采用M-Mo的双元硫化物(M＝Co、Ni、Fe)等作为催化阳极与传统Pt贵金属阳极作了对比，在850℃下的电池输出性能和电催化活性均较为理想。但上述所得耐硫阳极催化剂的制备工艺均较为复杂，步骤多，流程长，整个制备过程大约要一天时间；并且上述研究主要围绕硫铁矿、金属硫化物及其双元复合物展开，而在钙钛矿方面没有较多研究，报道较少。

Tao等[Tao S W，Irvine J T S.Catalytic properties of the perovskite oxideLa_0.75Sr_0.25Cr_0.5Fe_0.5O_3-δin relation to its potential as a solid oxide fuel cell anodematerial.Chemistry of Materials，2004，16：4116～4121]研究了固相法制备催化剂La_0.75Sr_0.25Cr_0.5Fe_0.5O_3-δ，并将其用于CH₄作为燃料气的固体氧化物燃料电池中，研究其性能，但并未报道该催化剂的耐硫性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种H₂S固体氧化物燃料电池用LaCrO₃基耐硫阳极催化剂的制备方法，它的制备工艺过程简单，耗时短、成本低且制得的催化剂具有很好的耐硫性能。