[发明专利]一种多元合金催化剂及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种多元合金催化剂的制备方法，所述多元合金催化剂包括金属铂及不同于铂的其他金属，所述其他金属包括第一金属及第二金属，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S1，制备碳材料混合浆料：将碳材料分散在溶剂中，加入铂源原料液及其他金属原料液，并剪切分散0.5～24h，形成均匀的悬浮液；向悬浮液中加入添加剂，超声0.5～24h，然后在20～80℃下搅拌0.5～24h，形成碳材料混合浆料；

步骤S2，合金化过程：将步骤S1中的碳材料混合浆料在80～180℃下反应1～120min后进行压滤洗涤，其后在20～120℃下干燥0.5～24h，随后在保护气氛中焙烧，得到固体粉末；

步骤S3，表面富铂化处理：将步骤S2得到的固体粉末加入至0.1～100L的处理液中进行处理，在20～80℃下搅拌0.5～24h，再超声处理0.5～24h，过滤、洗涤至滤液pH值为2～7，在20～80℃下干燥1～24h，得到含铂多元合金催化剂。

2.如权利要求1所述的多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，

步骤S1中，所述碳材料为在1600～2500℃下石墨化处理1～12h的碳粉；

所述碳粉选用XC-72R炭黑、科琴黑、乙炔黑、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管中的一种或几种；

所述碳材料的氮气吸附比表面积为200～1200m²/g，碳材料的微观尺寸为5～99nm。

3.如权利要求1所述的多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，

步骤S1中，所述溶剂选用水、乙二醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇中的一种或几种；

所述溶剂质量是碳材料质量的10～100倍。

4.如权利要求1所述的多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，

步骤S1中，所述第一金属和/或所述第二金属选用钯、铱、钌、银、金、镍、钴、铜、铁、钼、铈及钇中的一种；

所述第二金属不同于第一金属；

所述金属原料液为金属硝酸盐、金属乙酸盐、金属硫酸盐、金属氯化物溶液中的一种或几种；

所述第一金属及第二金属的原料液中金属的浓度均为0.01～1000g/L。

5.如权利要求1所述的多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，

所述铂源原料液为含铂化合物的乙二醇溶液和/或水溶液；

所述含铂化合物为二亚硝基二氨铂、二氯化铂、四氯化铂、氯铂酸、氯铂酸钾、乙酰丙酮铂中的一种或几种；

所述铂源原料液的浓度为5～800g/L。

6.如权利要求1所述的多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，

步骤S1中，所述添加剂为表面活性剂和/或还原性物质；

所述表面活性剂为一水合柠檬酸；

所述还原性物质为有机类还原性物质和/或无机类还原性物质；

所述有机类还原性物质选用甲酸钠、乙醇、乙二醇、抗坏血酸、草酸中的一种或几种；

所述无机类还原性物质为亚硫酸钠；

所述添加剂的添加量为悬浮液中溶质质量的5%～15%。

7.如权利要求1所述的多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，

步骤S2中，所述保护气氛为氮气、氩气、氢气氮气混合气、氢气氩气混合气中的一种；

所述氢气氮气混合气中，氢气的体积分数为5%～95%；

所述氢气氩气混合气中，氢气的体积分数为5%～95%；

焙烧时先在100～450℃下焙烧0.5～24h，再在400～1200℃下焙烧0.5～24h。