[发明专利]一种硫掺杂的导电炭黑载体及其制备方法和硫掺杂的导电炭黑负载的铂基催化剂及其应用在审
| 申请号： | 201910203254.6 | 申请日： | 2019-03-18 |
| 公开（公告）号： | CN109904474A | 公开（公告）日： | 2019-06-18 |
| 发明（设计）人： | 梁海伟;严强强;许实龙 | 申请（专利权）人： | 中国科学技术大学 |
| 主分类号： | H01M4/92 | 分类号： | H01M4/92 |
| 代理公司： | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人： | 赵青朵 |
| 地址： | 230026 安*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 导电炭黑 硫掺杂 铂基催化剂 制备 铂纳米颗粒 过渡金属盐 有机分子 电化学活性 稳定性测试 催化氧化 还原活性 透射电镜 有效负载 有效抑制 原料热解 负载铂 质量比 铂基 改性 应用 生长 | ||
1.一种硫掺杂的导电炭黑载体，由以下原料热解制得：
所述原料包括质量比为0.1～3:0.1～3:0.1～3的含硫有机分子、导电炭黑和过渡金属盐。
2.根据权利要求1所述的导电炭黑载体，其特征在于，所述含硫有机分子选自5,5’-二溴-2,2’-联二噻吩、2,2’-联二噻吩、3,3’-联二噻吩和聚噻吩中的一种或多种；
所述导电炭黑选自Vulcan XC-72、BP2000、Ketjenblack EC-300J和Ketjenblack EC-600J中的一种或多种；
所述过渡金属盐选自Co(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O中的一种或多种。
3.一种权利要求1～2任一项所述导电炭黑载体的制备方法，包括以下步骤：
将含硫有机分子、导电炭黑和过渡金属盐混合均匀后进行热解，得到碳材料；
将所述碳材料刻蚀掉残留的过渡金属盐，洗涤至中性，得到硫掺杂的导电炭黑载体。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述热解的温度为600～1200℃，热解的时间为1～4h。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料刻蚀掉残留的过渡金属的过程包括：
将所述碳材料和硫酸溶液在60～90℃下混合6～10h，刻蚀掉残留的过渡金属盐。
6.一种硫掺杂的导电炭黑负载的铂基催化剂，由以下方法制得：
将硫掺杂的导电炭黑载体与铂基金属盐、过渡金属盐混合均匀后，得到前驱体；所述硫掺杂的导电炭黑载体为权利要求1～2任一项所述硫掺杂的导电炭黑载体或权利要求3～5任一项所述制备方法制备的硫掺杂的导电炭黑载体；
将所述前驱体在还原气氛中热处理，得到硫掺杂的导电炭黑负载的铂基催化剂。
7.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于，所述硫掺杂的导电炭黑载体、铂基金属盐和过渡金属盐的质量比为0.1～3:0.1～3:0～3。
8.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于，所述铂基金属盐选自H2PtCl6·6H2O、K2PtCl6·6H2O、PtCl4和Pt(acac)2中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于，所述热处理包括：
将所述前驱体在还原气氛中，常压下以2～10℃/min的速率升温至200℃～1200℃，保持1～40h，得到硫掺杂的导电炭黑负载的铂基催化剂。
10.一种权利要求6～9任一项所述硫掺杂的导电炭黑负载的铂基催化剂在燃料电池中的应用。
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