[发明专利]一种燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂，其特征在于：由导电碳黑作载体，活性组分为具有核壳型结构的铜钯铂合金，其中铜钯为核，铂为壳，其质量百分比组成为：

导电碳黑：70％-91％

铜：2-10％

钯：2-10％

铂：5-10％。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂，其特征在于：所述的导电碳黑为VulcanXC-72导电碳黑。

3.一种燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将可溶性铜盐溶于乙二醇液体中，使溶液中Cu离子的浓度为0.01～0.1摩尔/升；加入柠檬酸或柠檬酸盐，柠檬酸或柠檬酸盐与可溶性铜盐中铜离子的摩尔比为1～3∶1，然后加入可溶性钯盐的水溶液，随后加入碳载体，充分搅拌后得到混合溶液，使所得混合溶液中碳、铜离子和钯离子的质量比为7～9∶1∶1；

(2)用氢氧化钾的乙二醇溶液将上述混合溶液的pH值调节为9～10，在160℃～190℃加热还原，整个反应过程维持pH值恒定，反应时间2～6h，然后将反应液离心洗涤至中性，干燥，得到碳载铜钯合金颗粒；

(3)将步骤(2)中得到的碳载铜钯合金颗粒均匀分散到乙二醇中，再加入氯铂酸，使溶液中铜钯合金与铂的质量比为1.5～3∶1，再用氢氧化钾的乙二醇溶液调节体系pH值为7～9，在温度为80℃～100℃下还原，反应时间2～6h；反应完后，将反应液离心洗涤至为中性且无氯离子存在，干燥，得到碳载核壳型铜钯-铂合金催化剂；

(4)将步骤(3)得到的催化剂进行脱合金处理，然后离心洗涤至溶液呈中性，经干燥后得到目标催化剂，即脱合金的碳载核壳型铜钯-铂合金催化剂。

4.根据权利要求3所述的燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂的制备方法，其特征在于：所述的可溶性铜盐为五水硫酸铜、氯化铜或硝酸铜，所述的可溶性钯盐为氯化钯或醋酸钯，所述的碳载体为VulcanXC-72导电碳黑。

5.根据权利要求3所述的燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂的制备方法，其特征在于：所述的可溶性钯盐的水溶液中，Pd离子的浓度为0.01～0.1摩尔/升。

6.根据权利要求3所述的燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂的制备方法，其特征在于：所述的干燥为在50℃～80℃下真空干燥20～30h。

7.根据权利要求3所述的燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂的制备方法，其特征在于：所述的脱合金处理为将催化剂置于稀HNO₃溶液中，在常温下浸泡3h。

8.根据权利要求7所述的燃料电池用碳载核壳型铜钯-铂催化剂的制备方法，其特征在于：所述的稀HNO₃溶液的浓度为1mol/L～2mol/L。