[发明专利]一种富孔碳载纳米铂催化材料及其制备方法

权利要求书

1.一种富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、碳载体预处理

将碳载体分别与有机溶剂和酸溶液混合、过滤、干燥备用；

S2、铂微晶形核

将铂前驱体溶液进行冰冻至固态，经紫外光照后粉碎为铂前驱体冰晶，并将其继续冰冻以备用；

S3、碳载体静电吸附铂微晶

将步骤S1的碳载体与去离子水混合，加入步骤S2的铂前驱体冰晶并混合，再加入酸溶液，调节体系pH为1～4，控制体系温度为5℃～10℃，形成碳载体吸附铂微晶共混物；

S4、铂纳米晶体生长

向步骤S3的碳载体吸附铂微晶共混物中继续加入多元醇溶液和碱溶液，调节pH值为10～13；经微波加热1min～20min后，再加入酸溶液，调节体系的pH为1～4，再进行洗涤、抽滤，得到铂碳纳米材料；

S5、多巴胺包覆铂颗粒

向步骤S4的铂碳纳米材料中加入多巴胺并分散在pH 7.5～8.5的Tris-HCl缓冲液中，超声分散1h～10h，经离心、洗涤后得到铂碳纳米材料/聚多巴胺；

S6、高温热处理并造孔

将步骤S5得到的铂碳纳米材料/聚多巴胺与碳酸氢盐、氯化钠共混，分别在惰性气氛下进行750℃～950℃热处理，冷却至室温后，分别经去离子水和酸溶液清洗、过滤干燥，最后在惰性气氛或还原性气氛下进行150℃～350℃热处理，冷却至室温后得到富孔碳载纳米铂催化材料。

2.根据权利要求1所述的富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的有机溶剂包括：苯、甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、丙酮、四氯化碳、甲醇、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺中的一种或者多种任意比例的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于：所述步骤S1、S3、S4、S6中的酸溶液包括：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、高氯酸中的一种或者多种任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的铂前驱体溶液包括：铂前驱体溶液中铂前驱体包括氯铂酸、氯铂酸钾、氯亚铂酸钾、氯亚铂酸钠中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的紫外光照具体为：波长420nm～315nm的紫外光，光照时间为0.5h～24h。

6.根据权利要求1所述的富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于：所述步骤S4中的碱溶液包括：氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液中的一种或者多种任意比例的混合物。

7.根据权利要求1所述的富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于：所述步骤S4中的多元醇溶液包括：季戊四醇、乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷和丙三醇中的一种或者多种任意比例的混合物。

8.根据权利要求1所述的富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于：所述步骤S6中的碳酸氢盐包括：碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、碳酸氢铵中的一种或者多种任意比例的混合物。

9.根据权利要求1所述的富孔碳载纳米铂催化材料制备方法，其特征在于：所述步骤S6中的还原性气氛包括：氢气、氢氩混合气、氨气中的一种或者多种任意比例的混合物；所述步骤S6中的惰性气氛包括：氮气、氩气中的一种或者多种任意比例的混合物。

10.一种富孔碳载纳米铂催化材料，其特征在于：所述催化材料是权利要求1至9任一项所述的富孔碳载纳米铂催化材料制备方法所制备的催化材料。