[发明专利]用于燃料电池氧还原反应的金属纳米电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于燃料电池氧还原反应的金属纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，用EDTA作络合剂，NaBH₄作还原剂，采用水热法一步将H₂PtCl₆+碳粉混合溶液还原成碳载金属纳米催化剂；具体步骤以下：

（1）将H₂PtCl₆溶液置于水热反应釜中，依次加入络合剂EDTA和Vulcan XC-72碳粉，在常温下进行超声处理，滴加NaBH₄溶液；所述Vulcan XC-72碳粉的量为金属催化剂颗粒Pt质量的40~60%；

（2）将反应釜加热到140~200^oC后保持6~12小时；

（3）反应完成后将反应釜冷却至室温，反应液过滤，所得纳米催化剂颗粒依次用纯水洗和无水乙醇洗，即得到碳载纳米Pt金属纳米电催化剂；

所述H₂PtCl₆溶液的浓度是2~10 mM，络合剂EDTA的浓度为40~200 mM，超声处理的时间为5~20 min，NaBH₄溶液的质量百分浓度为3~10%。

2.一种用于燃料电池氧还原反应的金属纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，用EDTA作络合剂，NaBH₄作还原剂，采用水热法一步将H₂PtCl₆+ CoCl₂+NiCl₂+碳粉混合溶液还原成碳载金属纳米催化剂；具体步骤以下：

（1）将H₂PtCl₆+ CoCl₂+NiCl₂溶液置于水热反应釜中，依次加入络合剂EDTA和Vulcan XC-72碳粉，在常温下进行超声处理，滴加NaBH₄溶液；所述Vulcan XC-72碳粉的量为金属催化剂颗粒Pt+Co+Ni总质量的40~60%；

（2）将反应釜加热到140~200^oC后保持6~12小时；

（3）反应完成后将反应釜冷却至室温，反应液过滤，所得纳米催化剂颗粒依次用纯水洗和无水乙醇洗，即得到碳载纳米Pt+Co+Ni金属纳米电催化剂；

所述H₂PtCl₆溶液的浓度是2~10 mM，CoCl₂的浓度是0.8~4 mM，NiCl₂的浓度是0.8~4 mM，络合剂EDTA的浓度为40~200 mM，超声处理的时间为5~20 min，NaBH₄溶液的质量百分浓度为3~10%。

3.根据权利要求1或2所述的用于燃料电池氧还原反应的金属纳米电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的纯水洗是：用纯水洗两次，每次1mL；所述的无水乙醇洗是：用无水乙醇洗两次，每次1mL。

4.一种如权利要求1或2所述的用于燃料电池氧还原反应的金属纳米电催化剂的制备方法制备的金属纳米电催化剂。

5.权利要求4所述的金属纳米电催化剂作为碳载纳米铂电极（Pt/C）以及碳载纳米铂-钴-镍电极（PtCoNi/C）的应用，具体方法是：将所述碳载纳米Pt或者碳载铂-钴-镍三元金属纳米电催化剂与无水乙醇混合，加入Nafion（质量百分比5%）溶液，然后将混合物超声处理后形成糊状物，最后将该糊状物滴加于钛片表面，干燥后作为工作电极。