[发明专利]用于燃料电池的混合型催化剂及用于制造其的方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的混合型催化剂，包含：

贵金属类催化剂；以及

非贵金属类催化剂，所述贵金属类催化剂负载在所述非贵金属类催化剂上。

2.根据权利要求1所述的混合型催化剂，其中，所述贵金属类催化剂包括铂Pt、钯Pd、铱Ir及金Au中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的混合型催化剂，其中，所述非贵金属类催化剂包括具有第一孔隙和小于所述第一孔隙的第二孔隙的多孔碳，

其中，所述第一孔隙具有5至100nm的孔径，并且非贵金属催化活性位点被引入至所述第一孔隙的内壁中。

4.根据权利要求3所述的混合型催化剂，其中，所述贵金属类催化剂负载在所述非贵金属类催化剂的所述第一孔隙的表面上。

5.根据权利要求3所述的混合型催化剂，其中，所述多孔碳具有其中所述第一孔隙和所述第二孔隙在三维空间中均匀连接的结构。

6.根据权利要求3所述的混合型催化剂，其中，所述第一孔隙具有15至60nm的孔径。

7.根据权利要求3所述的混合型催化剂，其中，所述非贵金属催化活性位点由以下式1表示：

式1

M_xN_y

其中，x是0至1的整数，y是1至4的整数，且M是过渡金属。

8.根据权利要求3所述的混合型催化剂，其中，所述非贵金属催化活性位点由非贵金属类催化剂前体形成。

9.根据权利要求8所述的混合型催化剂，其中，所述非贵金属类催化剂前体具有以下形式：其中酞菁、四磺酸酞菁、八丁氧基酞菁、十六氟酞菁、八辛氧基酞菁、四叔丁基酞菁、四氮杂酞菁、四苯氧基酞菁、四叔丁基四二甲基氨基酞菁、四枯基苯氧基酞菁、四吡啶基甲基酞菁、四硝基酞菁、萘酞菁、四叔丁基萘酞菁、四苯基卟吩、四五氟苯基卟啉、四甲基吡啶基卟啉四甲苯磺酸盐、四三甲基氨基苯基卟啉四甲苯磺酸盐、四甲基二乙烯基卟吩二丙酸、四吡啶基卟吩、八乙基卟啉、四甲氧基苯基卟吩、四苯基卟吩四甲酸、四羟基苯基卟吩、四磺基苯基卟吩、初卟啉、1,10-菲咯啉、1,10-菲咯啉-5,6-二酮、二甲基-1,10-菲咯啉、二甲氧基-1,10-菲咯啉、氨基-1,10-菲咯啉、甲基-1,10-菲咯啉、二羟基-1,10-菲咯啉、四甲基-1,10-菲咯啉、氯-1,10-菲咯啉、二氯-1,10-菲咯啉、硝基-1,10-菲咯啉、溴-1,10-菲咯啉、四溴-1,10-菲咯啉、吡嗪并[1,10]菲咯啉、二苯基-1,10-菲咯啉、二甲基二苯基-1,10-菲咯啉、乙烯基甲酰基(羟基三甲基十四烷基)三甲基卟吩二丙酸、二乙烯基四甲基卟吩二丙酸、双((氨基羧乙基)硫基)乙基四甲基卟吩二丙酸、二氢二羟基四甲基二乙烯基卟吩二丙酸内酯、乙烯基(羟基三甲基十四碳三烯基)四甲基卟吩二丙酸、羧基乙烯基羧乙基二氢双(羟甲基)四甲基卟吩二甲酸、二甲基苯并咪唑基氰钴胺酰胺、Curtis大环、大环和DOTA大环中的至少一种与金属配位。

10.根据权利要求9所述的混合型催化剂，其中，所述金属包括选自铁Fe、钴Co、锰Mn、镍Ni和铬Cr中的至少一种过渡金属。

11.根据权利要求10所述的混合型催化剂，其中，基于所述多孔碳的总重量，包含在所述非贵金属类催化剂前体中的所述过渡金属的质量分数在1至50wt％的范围内。

12.根据权利要求8所述的混合型催化剂，其中，将锚定位点引入所述多孔碳的孔隙表面，以增强所述多孔碳和所述非贵金属类催化剂前体之间的相互作用。

13.一种用于制造用于燃料电池的混合型催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：

将非贵金属类催化剂和贵金属类催化剂加入到乙二醇溶液中并分散混合的溶液；以及

超声处理所述混合的溶液。