[发明专利]一种过渡金属掺杂的阳极催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种过渡金属掺杂的阳极催化剂的制备方法，包括以下步骤：

采用丙酮和硫酸处理碳纳米管，得到预处理碳纳米管；

将醇类溶剂、钛酸四正丁酯、稳定剂、乙酸金属盐和预处理碳纳米管在有机酸条件下混合，加热得到前驱体，再在氨气气氛下焙烧，得到TiMN/NCNTs，M为过渡金属；

采用脉冲电沉积的方法在所述TiMN/NCNTs上沉积铂，得到TiMN@Pt/NCNTs。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸四正丁酯和乙酸金属盐的摩尔比为8.5～9.5:1；

所述醇类溶剂和有机酸的体积比为1.8～2.3:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为120～140℃，加热的时间为110～130min；

所述焙烧的温度为650～700℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机酸选自冰乙酸；

所述醇类溶剂选自无水乙醇；

所述稳定剂为苯甲醇-水的混合液。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的直径为10～30nm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述采用脉冲电沉积的方法在所述TiMN/NCNTs上沉积铂具体包括：

将氯铂酸溶液、聚乙烯吡咯烷酮、硫酸钠、硫酸和去离子水混合，得到沉积液；

将TiMN/NCNTs的Nafion醇分散浆液滴加在玻碳电极表面，干燥，得到带有载体的玻碳电极；

将所述带有载体的玻碳电极置于H₂SO₄溶液中脉冲扫描，再置于沉积液中，沉积铂。

7.一种权利要求1～6任一项所述制备方法制备的过渡金属掺杂的阳极催化剂，其特征在于，包括改性碳纳米管载体；

负载在所述改性碳纳米管载体表面的TiMN，M为过渡金属；

沉积在所述TiMN表面的铂。

8.根据权利要求7所述的过渡金属掺杂的阳极催化剂，其特征在于，所述TiMN@Pt/NCNTs具体为Ti_0.9Mn_0.1N@Pt/NCNTS、Ti_0.9Cu_0.1N@Pt/NCNTS、Ti_0.9Zn_0.1N@Pt/NCNTS、Ti_0.9Ni_0.1N@Pt/NCNTS或Ti_0.9Co_0.1N@Pt/NCNTS。

9.一种权利要求1～6任一项所述制备方法制备的过渡金属掺杂的阳极催化剂或权利要求7～8任一项所述的过渡金属掺杂的阳极催化剂在甲醇燃料电池阳极催化剂中的应用。