[发明专利]一种燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂，由载体与活性组分构成，其特征在于，所述活性组分为铂铜合金多孔纳米线；其组成质量百分比组成为：炭黑：70～80％，铜：3～10％，铂：10～27％；其制备方法包括如下步骤：

(1)按比例称取氯化铜、十六胺、葡萄糖，加入到去离子水中，搅拌混合均匀，在混合液中通入氮气1～2小时后，加热至100～120℃，反应完成后，进行多次离心清洗，得到铜线；

(2)将步骤(1)所得铜线分散在环己烷溶液中，得到铜线环己烷溶液，在室温和超声条件下，加入氯铂酸环己烷溶液反应，反应后加入乙醇离心，得到铂铜合金多孔纳米线，并分散在环己烷溶液中，得到铂铜合金多孔纳米线环己烷溶液；

(3)将炭黑超声分散在环己烷中，得到炭黑环己烷溶液，并将步骤(2)制备的铂铜合金多孔纳米线环己烷溶液加入炭黑环己烷溶液中，进行搅拌，再进行离心分离，然后将得到的固体烘干，研磨；

(4)将步骤(3)所得固体粉末加入到乙醇和醋酸混合溶液，并在50～70℃下进行搅拌，洗去催化剂表面残留的十六胺，再用去离子水清洗并烘干，得到最终产物。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂，其特征在于：所述的炭黑为商业XC-72炭黑。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂，其特征在于：所述铂铜合金多孔纳米线的直径为15～25nm。

4.根据权利要求1所述的燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂，其特征在于：所述铂铜合金多孔纳米线的直径为所述铂铜合金多孔纳米线中，铂和铜的摩尔比为3:1～1:3。

5.根据权利要求1所述的燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂，其特征在于：步骤(1)中，所述离心清洗，具体如下：加入环己烷与乙醇混合液，进行多次离心清洗；所述的氯化铜、十六胺、葡萄糖加入量按质量比(1-3):(15-20):(2-8)，水的加入量为十六胺质量的40～60倍；所述的搅拌混合时间为5～6h；油浴加热反应时间为3～5h。

6.根据权利要求1所述的燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂，其特征在于：步骤(2)中，所述铜线环己烷溶液的浓度为10～30mmol/L；所述氯铂酸环己烷溶液中，铂(Pt)离子浓度为0.01～0.1mol/L；在含有0.12mmol铜线的环己烷溶液中加入含有0.02～0.05mmol氯铂酸的环己烷溶液；所采用的超声频率为10～30kHz；反应的时间为10～30min。

7.根据权利要求1所述的燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂，其特征在于：步骤(3)中，所述的炭黑超声分散时间为1～2h；搅拌时间为5～6h；在70～80mg炭黑中，加入铂铜合金多孔纳米线20～30mg。

8.根据权利要求1所述的燃料电池用炭载铂铜合金多孔纳米线催化剂，其特征在于：步骤(4)中，搅拌时间为3～5h。