[发明专利]一种燃料电池用非铂基催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用非铂基催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）聚吡咯管的制备：将三氯化铁溶解于溶质质量分数为10%的甲基橙溶液中，等有絮状物质生成时，再向其中加入吡咯单体，搅拌聚合反应，过滤取滤渣，用去离子水冲洗滤渣至滤液为无色，随后干燥除去水分得到聚吡咯纳米管；

2）聚吡咯管磺化：将步骤1）中制备得到的聚吡咯管、1,4-丁磺酸内酯、去离子水、碱、四丁基溴化铵依次加入到N，N-二甲基甲酰胺中，在40-60℃下搅拌10-16小时，产物通过旋蒸、用丙酮和去离子水洗、干燥等步骤即可得到磺化聚吡咯管；

3）Fe/Pd负载磺化聚吡咯管：将步骤2）中制备得到的磺化聚吡咯管、五氧化二磷、1,1-双（二苯基膦基）二茂铁二氯化钯混合，在180-250℃下机械搅拌8-12小时，后先后用N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、去离子水洗涤粗产物，烘干得到Fe/Pd负载磺化聚吡咯管；

4）粉碎、碳化：使用微粉磨将步骤3）中制备得到的Fe/Pd负载磺化聚吡咯管粉碎成直径0.1-2μm 的颗粒，再将粉碎后的颗粒放入炭化炉，在惰性气体氛围保护下，于800℃~1000℃下碳化6～10小时得到燃料电池用非铂基催化剂；

步骤1）中所述三氯化铁、甲基橙溶液以及吡咯单体的质量比为(16-32):(30-100):(6-13)；

步骤2）中所述聚吡咯管、1,4-丁磺酸内酯、去离子水、碱、四丁基溴化铵、N，N-二甲基甲酰胺的质量比为20:(4-6) :(10-20) :20:4:(80-100)；

步骤3）中所述磺化聚吡咯管、五氧化二磷、1,1-双（二苯基膦基）二茂铁二氯化钯的质量比为：20:(1-2) :(3-5)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用非铂基催化剂的制备方法，其特征在于：所述碱选自碳酸钠、氢氧化钠、叔丁基醇钠、氢化钠中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用非铂基催化剂的制备方法，其特征在于：所述惰性气体氛围为氮气氛围、氩气氛围、氦气氛围、氖气氛围中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的燃料电池用非铂基催化剂的制备方法，其特征在于：所述聚合反应的时间为25～35小时。

5.一种根据权利要求1所述的燃料电池用非铂基催化剂的制备方法制备得到的燃料电池用非铂基催化剂。

6.根据权利要求5所述的燃料电池用非铂基催化剂，其特征在于：所述催化剂粒度为0.1-2μm。

7.一种燃料电池，其使用根据权利要求5-6中任一项所述的催化剂或由权利要求1-4中任一项所述的用于制备燃料电池用非铂基催化剂的方法所制备的催化剂作为催化剂。