[实用新型]一种用于制备铂碳催化剂的反应器

说明书

本实用新型提供了一种用于制备铂碳催化剂的反应器，特别适用于发明人提出的多孔的、高比表面积的铂碳粒子的制备，虽然其结构简单、成本低廉，却可以集反应器、烘箱、研钵和管式炉的功能于一身，因此操作方便，生产效率高，且能够有效避免了物料在多个设备之间转移时易造成的损耗或污染。

技术领域

本实用新型属于电化学领域，特别涉及一种用于制备铂碳催化剂的反应器。

背景技术

铂碳催化剂是将铂负载到活性炭载体上形成的催化剂，其常应用于电化学领域，例如燃料电池和电解槽。铂碳催化剂的制备方法有很多。例如，可采用H₂O₂氧化H₃Pt(SO₃)₂OH，这方法需要长时间的精细控制pH，其结果是会形成大粒子，且铂粒子在碳载体上的分布不均匀。又例如，可采用S₂O₃^2-来还原氯铂酸(H₂PtCl₆)，这样形成的铂胶体粒子在碳上的吸附不是很好，而且有团聚现象，造成大粒子，从而总表面积较小。

发明人发现了一个成本低廉、操作简单的合成铂碳粒子(如20％Pt/C)的方法。这方法是在形成铂粒子时加入第二非贵重金属，形成合金，然后用化学剂将第二非贵重金属溶出，从而形成多孔的、高比表面积的铂碳粒子。然而，这种反应通常需要用到多种反应设备，例如超声反应器、烘箱、研钵、管式炉等，因此设备复杂、成本高，且物料在多个设备之间转移时易造成损耗或污染。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于制备铂碳催化剂的反应器，其集反应器、烘箱、研钵和管式炉的功能于一身，但结构简单，成本低廉，特别适用于发明人提出的多孔的、高比表面积的铂碳粒子的制备。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于制备铂碳催化剂的反应器，包括反应容器、密封盖、加热设备、研磨转子和鼓泡器；其中，

反应容器用于容纳反应物料进行反应；

密封盖位于反应容器的上方，并与反应容器密封连接；

加热设备位于反应容器的周围，用于加热反应容器；

研磨转子位于反应容器内的底部位置，用于搅拌并研磨反应容器内的物料；

鼓泡器位于反应容器内的下方位置，用于向反应容器内引入气体。

进一步地，反应容器和/或密封盖为透明的钢化玻璃材质；或者，反应容器和密封盖虽为不透明的金属材质，但是其中至少有一个具有透明的观察窗口，以便于操作人员在反应时能够看到内部的情况。

进一步地，加热设备为电热丝，其包裹在反应容器的周围，其最高加热温度高于500℃，恒温模式时温度波动小于10℃。例如，当设定温度为100℃时，电热丝能够控制在100±5℃内波动。

进一步地，反应容器内的下方位置还具有温度传感器，用于测量反应容器内反应物料的温度，其与电热丝关联，以便于控制反应容器内的温度。例如，当温度传感器测得的温度接近或达到设定温度时，电热丝减小功率甚至关闭；当温度低于设定温度5℃时，电热丝开启或者增加功率，从而使得反应容器内的温度始终保持在设定温度左右小范围波动。

进一步地，研磨转子连接电动马达，并由电动马达驱动而转动。电动马达的转速可调，其最高转速大于10000rpm，更优选地，大于20000rpm。研磨转子在低速转动(低于2000rpm)时，可以在反应时充当搅拌器的功能，加快反应速度并使得反应物均匀分布；而高速转动(高于10000rpm)时，可以充当研钵的功能，将大颗粒研碎至微米级别的小颗粒。

进一步地，鼓泡器通过气体进口管道与气体进口相连接，气体进口位于反应容器的上方或者密封盖上。气体进口管道上具有气体进口阀。