[发明专利]一种含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域，所述的含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂按重量百分比含有15‑25％的金属铂、15‑82％的碳和3‑60％的催化助剂四水合磷酸铀酰(HUP)。利用本发明的含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂及其制备方法，能够使得到的铂基催化剂具有更好的催化性能，可有效提高材料催化活性，增强抗中毒能力，并能够提高燃料电池稳定性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂及其制备方法。

背景技术

进入21世纪以来，化石能源消耗殆尽，环境污染越发严重，各国政府均致力于发展清洁能源以缓解环境问题。燃料电池的研发历史接近180年，它可将氢气、乙醇等燃料的化学能直接转换为电能，绿色环保，被誉为继火力、水力、核电之后的第四代发电技术。

就直接乙醇燃料电池来说，由于乙醇C-C键断裂困难，电催化氧化过程中会产生一系列中间产物，其中CO会吸附在铂表面形成稳定的铂羰基，影响对乙醇继续催化氧化，导致电池性能下降。

Suffredini,HB等通过溶胶-凝胶技术制备复合材料Pt-RuO₂/C，并将其固定在掺硼金刚石(BBD)电极的表面，通过循环伏安法和计时电流法分别研究了硫酸溶液中甲醇和乙醇的氧化，通过与Pt/C相对比，显示出更大的阳极电流密度和更高的稳定性。Liu,CH等用浸渍法制备了掺杂TiO₂的活性炭载体，后使用甲酸还原氯化铂和氯化锡，制备了阳极催化剂Pt(Sn)/TiO₂-C，电化学测试表明催化剂具有更高的电化学活性面积，显然Sn和TiO₂的掺杂可以分散活性物质，并降低乙醇电氧化的电位。此外，Sn和TiO₂可以通过表面的活性OH_ads位点，以及通过较低氧化电位形成的PtSn₂合金，共同促进CO_ads脱附。

但现有的燃料电池阳极催化剂，在材料制备方法、催化剂性能方面仍有待提高。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的首要目的是提供一种含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂及其制备方法，具有更好的催化性能，更好的解决催化剂中毒问题，并能够提高燃料电池稳定性。

为实现此目的，本发明提供一种含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂，所述的含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂按重量百分比含有15-25％的金属铂、15-82％的碳和3-60％的催化助剂四水合磷酸铀酰；所述重量百分比均为组分重量占铂基催化剂重量的百分比。

优选的，本发明提供一种含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂，其中所述的铂基催化剂按重量百分比含有18-22％的金属铂、28-77％的碳和5-50％的催化助剂四水合磷酸铀酰。

优选的，本发明提供一种含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂，其中所述的铂基催化剂按重量百分比含有20％的金属铂、40-73.33％的碳和6.67-40％的催化助剂四水合磷酸铀酰。

本发明的第二个目的是提供上述含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂的制备方法，以能够更好的制备上述含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂，得到的含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂具有更好的催化性能，更好的解决催化剂中毒问题，并能够提高燃料电池稳定性。

为实现此目的，本发明提供上述含四水合磷酸铀酰的铂基催化剂的制备方法(浸渍法)，所述的制备方法包括如下步骤：

(1)将磷酸溶液与硝酸铀酰溶液混合后剧烈搅拌至析出沉淀，抽滤分离出沉淀，分别用高氯酸和丙酮溶液，搅拌洗涤沉淀物，然后真空烘干，在空气中静置，得到四水合磷酸一氢铀酰，再用超纯水煮沸洗涤，烘干研磨，即得到四水合磷酸铀酰粉末。