[发明专利]一种改性碳载体、其制备方法和在燃料电池中的应用

权利要求书

1.一种改性碳载体的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将碳载体与分散剂水溶液混合，得到溶液A；

(2)将含氟表面活性剂与高聚物水分散液混合，得到溶液B；

(3)将所述溶液A与所述溶液B混合，分离得到固体产物，将所述固体产物煅烧，得到初步改性碳载体；

(4)将所述初步改性碳载体与氧化剂水溶液混合，得到改性碳载体；

步骤(1)所述分散剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸盐和十二烷基琥珀酸中的任意一种或至少两种的组合；

步骤(1)所述碳载体与分散剂水溶液的质量比为(5～9):(4～16)；

步骤(3)所述混合之后，还包括过滤、洗涤、烘干和研磨的过程；

所述洗涤采用的溶剂为去离子水；

所述去离子水与碳材料的质量比为(50～180):(5～9)。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述分散剂水溶液中分散剂的质量浓度为0.05％～0.1％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳载体包括活性炭、石墨、石墨烯、炭黑、中孔碳、碳纤维、碳纳米纤维和碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述含氟表面活性剂包括磺酸型氟表面活性剂、磺酸盐型阴离子氟表面活性剂、二醇型氟表面活性剂、全氟烷基乙氧基醚醇非离子氟表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述高聚物水分散液中高聚物为聚四氟乙烯树脂。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述高聚物水分散液中高聚物为D50粒径为30nm～100nm的聚四氟乙烯树脂。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述高聚物水分散液中高聚物的质量浓度为1.5％～5％。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶液B中含氟表面活性剂的质量浓度为0.1％～2％。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的方式为搅拌。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌时间为10min～1h。

11.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述溶液A中碳载体和溶液B中高聚物水分散液的质量比为(5～9):(96～300)。

12.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述混合的方式为搅拌。

13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为0.1h～5h。

14.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述分离的方式为过滤。

15.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为80℃～150℃。

16.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述煅烧的温度为350℃～400℃。

17.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述煅烧的时间为2min～30min。