[发明专利]聚合物电解质多层薄膜催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种催化剂，包括：

载体；

在所述载体上形成的聚合物电解质多层膜；以及

分散于所述聚合物电解质多层膜中的金属颗粒。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述载体为阳离子树脂、阴离子树脂或非离子型载体。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述聚合物电解质多层膜由交替重复地施加在所述载体上的阳离子聚合物电解质和阴离子聚合物电解质构成。

4.根据权利要求3所述的催化剂，其中所述阳离子聚合物电解质为选自由聚烯丙胺、聚二甲基二烯丙基铵盐、聚乙二胺、以及丙烯酰胺-二甲基二烯丙基铵盐共聚物构成的组中的至少一种物质。

5.根据权利要求3所述的催化剂，其中所述阴离子聚合物电解质为选自由聚(4-苯乙烯磺酸盐)、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯基膦酸、聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基-11-丙磺酸)、聚茴香脑磺酸和聚乙烯基磺酸盐构成的组中的至少一种物质。

6.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述聚合物电解质的分子量为1,000～1,000,000。

7.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述聚合物电解质多层膜的层数为2～15。

8.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述金属颗粒选自钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、银(Ag)、锇(Os)、镍(Ni)、铜(Cu)、钴(Co)、钛(Ti)以及它们的混合物。

9.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述金属颗粒的平均粒度为1nm～1,000nm。

10.一种制备催化剂的方法，包括：

向载体上交替施加第一聚合物电解质溶液和第二聚合物电解质溶液，以在所述载体上形成聚合物电解质多层膜，其中所述第一聚合物电解质溶液和所述第二聚合物电解质溶液彼此不同，分别为阳离子电解质溶液或阴离子电解质溶液；

向其上形成有所述聚合物电解质多层膜的所述载体上施加金属前体溶液，以将金属前体分散在所述聚合物电解质多层膜中；以及

使用还原剂将分散在所述聚合物电解质多层膜中的所述金属前体还原为金属。

11.一种制备催化剂的方法，包括：

向载体上交替施加第一聚合物电解质溶液和第二聚合物电解质溶液，以在所述载体上形成聚合物电解质多层膜，其中所述第一聚合物电解质溶液和所述第二聚合物电解质溶液为彼此不同的阳离子或阴离子电解质溶液，并且所述第一聚合物电解质溶液和所述第二聚合物电解质溶液中的至少一者包括与之配位的金属前体；以及

使用还原剂将分散在所述聚合物电解质多层膜中的所述金属前体还原为金属。

12.根据权利要求10或11所述的制备催化剂的方法，其中所述阳离子聚合物电解质溶液的pH为8～11，并且所述阴离子聚合物电解质溶液的pH为2～6。

13.根据权利要求10或11所述的制备催化剂的方法，其中所述还原剂为选自硼氢化钠(NaBH₄)、肼(N₂H₄)、甲酸钠(HCOONa)、碳酸氢铵(NH₄HCO₃)和氢气(H₂)中的至少一种物质。

14.一种使用根据权利要求1至9中任意一项所述的催化剂由氢气和氧气制备过氧化氢的方法。