[发明专利]一种质子交换膜燃料电池催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括载体的预处理步骤，所述载体的预处理包括载体石墨化处理及载体表面基团调控，具体包括以下步骤：

（1）载体石墨化处理：将碳载体分散在适量的水中，得到碳载体的水性悬浮液，使用压滤设备对所述水性悬浮液进行压滤，得到含水率为2~20%的滤饼，将滤饼放入石墨化炉中焙烧，焙烧结束后得到石墨化碳载体粉体；

（2）载体表面基团调控技术：将步骤（1）得到的石墨化碳载体粉体分散在15~100℃的载体浸泡溶液中浸泡，压滤洗涤至滤液的pH值为4~10，滤饼放在30~150℃的鼓风干燥箱中进行烘干，得到预处理后的碳载体粉体；

（3）将步骤（2）中预处理后的碳载体粉体分散在适量的铂前驱体溶液中，超声分散，得到的含碳载体的铂前驱体水溶液微波加热，待降至室温，静置后离心洗涤或压滤洗涤，其后鼓风干燥即得到电催化剂。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述碳载体是包括科琴黑碳粉及XC-72在内的高比表面积碳粉，所述碳粉的比表面积为200~2000 m²/g。

3.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述碳载体的比表面积为500~700 m²/g。

4.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述石墨化炉的温度为800~1800℃，石墨化炉内的气氛为氮气和/或氩气，焙烧时间为1~5h。

5.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述载体浸泡溶液为浓度为0.5~10mol/L的酸性或碱性溶液；

所述酸性溶液为硝酸、盐酸或柠檬酸溶液；

所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水溶液。

6.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述电催化剂是包括铂碳催化剂、铂钴催化剂、铂镍催化剂在内的含铂催化剂。

7.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述微波加热时微波炉的功率是100~3000W，加热时间是1~40min。

8.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）和/或步骤（3）中所述鼓风干燥的温度为30~150℃。

9.根据权利要求6所述的质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述含铂催化剂的铂元素来自包括氯铂酸、氯铂酸钾、氯化铂或二亚硝基二氨铂在内的铂前驱体溶液，所述铂前驱体的浓度为0.5~600 g/L。

10.一种质子交换膜燃料电池催化剂，其特征在于，采用权利要求1-9之一所述的制备方法制备而成。