[发明专利]燃料电池的纳米蓝钻催化剂及制备方法和燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池的纳米蓝钻催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：

通过爆炸法，将含碳炸药转化成金刚石，得中间产物，对所述中间产物进行筛选，分离得到纳米金刚石颗粒；或者

通过高温高压法或化学气相沉积法生长金刚石晶体，将所述金刚石晶体通过物理手段粉碎成微纳米级别的颗粒，得到纳米金刚石颗粒；

S2：

提供不导电金刚石作为基底材料，以所述纳米金刚石颗粒为原料在所述基底材料的表面组装形成导电金刚石包裹层，得到纳米蓝钻催化剂；

S3：

对所述纳米蓝钻催化剂进行表面处理，使其具有疏水性或吸氢性；

为了使其具有吸氢性，所述步骤S3包括：

在80℃下，采用浓度98%的浓硫酸对所述纳米蓝钻催化剂处理1小时，使所述纳米蓝钻催化剂表面形成醚键或醛基，或者，

把纳米蓝钻催化剂浸泡于浓度30%-50%的双氧水中，用254nm的紫外光照射1小时，使所述纳米蓝钻催化剂表面形成羟基；

为了使其具有疏水性，所述步骤S3还包括：

关闭碳源和硼源，维持步骤S2中的其他参数不变，在通入氢气的条件下反应1-30分钟，使所述纳米蓝钻催化剂表面形成C-H键。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的纳米蓝钻催化剂的制备方法，其特征在于，所述导电金刚石包裹层的厚度为1-1000nm。

3.根据权利要求1所述的燃料电池的纳米蓝钻催化剂的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述纳米金刚石颗粒通过热丝化学气相沉积法组装到所述基底材料上，所述热丝化学气相沉积法的参数为:基台温度500-800℃，热丝温度180-2400℃，气压1-5kPa，通入氢气100-1000sccm，甲烷1-20sccm，硼烷1-20sccm，生长10min以上。

4.根据权利要求1所述的燃料电池的纳米蓝钻催化剂的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述纳米金刚石颗粒通过微波等离子体化学气相沉积法组装到所述基底材料上，所述微波等离子体化学气相沉积法的参数为：微波功率500-3000瓦，通入氢气100-1000sccm，甲烷1-20sccm，硼烷1-10sccm，基台温度500-700℃，气压4-6 kPa，生长时间3-10h。

5.根据权利要求1所述的燃料电池的纳米蓝钻催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过采用酸洗氧化去除中间产物中的杂质，分离出所述纳米金刚石颗粒。

6.一种燃料电池的纳米蓝钻催化剂，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的燃料电池的纳米蓝钻催化剂的制备方法制得。

7.一种燃料电池，其特征在于，包括阳极和阴极，所述阳极和/或阴极使用权利要求1-6任一项所述的纳米蓝钻催化剂。