[发明专利]一种高稳定、高活性铂纳米线催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高稳定、高活性铂纳米线催化剂及其制备方法，配方包括：乙酰丙酮铂、溶剂、无水间苯三酚、十六烷基三甲基氯化铵和氮化钛介孔载体；各组分的重量份数分别是：42～54份的乙酰丙酮铂、25～35份的溶剂、3～7份的无水间苯三酚、1～3份的十六烷基三甲基氯化铵和40～48份的氮化钛介孔载体；该发明利用辊压、离心和干燥处理，从而大幅度去除了催化剂中的多余水分和气体，稳定性好，确保了催化剂的反应效果，提高了催化剂的铂利用率，通过超声波分散、真空辊压和高速离心，从而大幅度提高了催化剂在载体中的扩散速度，分布更加均匀，不易失活，缩短了催化剂的制备时间，节省了催化剂的生产成本。

技术领域

本发明涉及铂纳米线催化剂技术领域，具体为一种高稳定、高活性铂纳米线催化剂及其制备方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池单体主要由膜电极、密封圈、和带有导气通道的流场板组成。其中膜电极的中间是一层很薄的质子交换膜，两侧则是由碳纸和催化剂组成电极。目前，市面上已经开始出现以铂纳米线为催化剂的膜电极，通过氧还原催化，提高质子交换膜燃料电池的性能。

然而，现有的铂纳米线催化剂在制备过程中大多存在除杂力度不足的问题，催化剂中残留有较多的水分和气体，稳定性差，不可避免的影响了催化剂的反应效果，降低了催化剂的铂利用率，且催化剂在载体中的扩散速度缓慢，制备时间长，增加了催化剂的生产成本，分布不均匀，使用过程中容易丧失氧还原催化活性，工作可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高稳定、高活性铂纳米线催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出除杂力度不足、稳定性差以及易失活的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高稳定、高活性铂纳米线催化剂，配方包括：乙酰丙酮铂、溶剂、无水间苯三酚、十六烷基三甲基氯化铵和氮化钛介孔载体；各组分的重量份数分别是：42～54份的乙酰丙酮铂、25～35份的溶剂、3～7份的无水间苯三酚、1～3份的十六烷基三甲基氯化铵和40～48份的氮化钛介孔载体。

优选的，所述溶剂由油酸酰胺和1-十八烯混合而成，且油酸酰胺和1-十八烯的重量比为3∶7。

一种高稳定、高活性铂纳米线催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一，取料；步骤二，搅拌；步骤三，分散；步骤四，辊压；步骤五，油浴；步骤六，离心；步骤七，干燥；

其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别称取42～54份的乙酰丙酮铂、25～35份的溶剂、3～7份的无水间苯三酚、1～3份的十六烷基三甲基氯化铵和40～48份的氮化钛介孔载体，备用；

其中上述步骤二中，将步骤一中备好的乙酰丙酮铂倒入容器中，并放置在磁力搅拌机上，再加入步骤一中备好的溶剂、无水间苯三酚和十六烷基三甲基氯化铵，混合搅拌均匀，得到铂混合液；

其中上述步骤三中，将步骤二中得到的铂混合液倒入超声波分散机中，并加入步骤一中备好的氮化钛介孔载体，利用超声波振荡使铂混合液在氮化钛介孔载体的孔隙中扩散均匀，得到铂浸渍负载和铂余液；

其中上述步骤四中，将步骤三中得到的铂浸渍负载和铂余液转入真空辊压机中，辊压并抽真空，循环数次，排除铂浸渍负载和铂余液中的多余气体，直至铂余液完全充斥在铂浸渍负载的孔隙中，得到铂辊压负载；

其中上述步骤五中，将步骤四中得到的铂辊压负载倒入油浴锅中，利用高温热油使铂辊压负载中的多余水分蒸发成热汽，再经冷凝回流后排出，循环数次，得到铂油浴负载；

其中上述步骤六中，将步骤五中得到的铂油浴负载放入离心机中，利用高速旋转的离心作用将铂油浴负载表面粘附不牢固的液体甩落在筒壁上，得到铂负载物和离心液，再将铂负载物取出，用适量的清水对筒壁进行冲洗，并经分液漏斗液液分离后回收离心液；