[发明专利]负载铂的氮磷共掺杂碳材料析氢催化剂、其制法及应用

权利要求书

1.一种负载铂的氮磷共掺杂碳材料析氢催化剂，其特征在于包括三维网状多孔氮磷共掺杂的碳材料，所述氮磷共掺杂的碳材料上均匀负载有铂纳米颗粒，所述铂纳米颗粒的平均尺寸为0.8～3nm，所述铂纳米颗粒与氮磷共掺杂的碳材料的质量比为0.5～30:100。

2.如权利要求1所述的负载铂的氮磷共掺杂碳材料析氢催化剂于析氢电催化领域的应用。

3.如权利要求1所述负载铂的氮磷共掺杂碳材料析氢催化剂的制法，其特征在于包括：

在温度为0～4℃的条件下将含磷前驱体、含氮聚合物单体以及引发剂于溶剂中快速混合，并将混合液静置过夜，之后以去离子水充分洗涤，再冻干，其后在氮气氛围中以1～20℃/min的速率升温至600～1000℃煅烧0.5～12h，之后冷却至室温，获得氮磷共掺杂的碳材料；

将所述氮磷共掺杂的碳材料与铂源在溶剂中均匀混合，并加入还原剂，制得负载铂的氮磷共掺杂碳材料析氢催化剂。

4.根据权利要求3所述的制法，其特征在于：所述含氮聚合物单体包括吡咯、苯胺、噻吩中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述含磷前驱体包括植酸；和/或，所述引发剂包括过硫酸铵；和/或，所述溶剂包括水。

5.根据权利要求3或4所述的制法，其特征在于：所述含磷前驱体与含氮聚合物单体的摩尔比为1：1～15。

6.根据权利要求3所述的制法，其特征在于包括：将所述氮磷共掺杂的碳材料均匀分散于水中，并加入铂源，再将形成的混合物的温度调整为0-30℃，之后加入还原剂快速混合反应，之后分离、洗涤、干燥，制得所述负载铂的氮磷共掺杂碳材料析氢催化剂。

7.根据权利要求6所述的制法，其特征在于包括：将所述氮磷共掺杂的碳材料加入水中，并超声分散1～5h，再加入铂源，之后将形成的混合物的温度调整为0-30℃，其后在剧烈搅拌下加入还原剂，反应40～120s，而后分离出固形物，再经洗涤、干燥，获得所述负载铂的氮磷共掺杂碳材料析氢催化剂。

8.根据权利要求7所述的制法，其特征在于包括：将所述固形物以去离子水充分洗涤后，再于40～70℃真空干燥。

9.根据权利要求3、6或7所述的制法，其特征在于：所述氮磷共掺杂的碳材料与铂源中有效铂的质量比为100：0.2～20。

10.根据权利要求3、6或7所述的制法，其特征在于：所述铂源包括氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸钠、氯铂酸铵、氯化铂中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述还原剂包括硼氢化钠、水合肼、L-抗坏血酸中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述溶剂包括水；和/或，所述还原剂的用量为铂源摩尔量的5-12倍。