[发明专利]一种用于制备燃料电池专用氢的磷化铑催化剂及制备方法

摘要

本发明提出一种用于制备燃料电池专用氢的磷化铑催化剂及制备方法，将掩模板覆盖于多孔电极表层的膜状三氧化二铑表面，使用亚磷酸蒸汽在氢等离子体环境下进行反应，通过氢等离子体将三氧化二铑和亚磷酸还原，获得具有大量磷缺陷点阵的磷化铑催化剂层。本发明提供上述方法克服了目前过渡金属磷化物催化剂催化性能较低缺陷，制备的磷化铑催化剂层具有大量磷缺陷点阵，从而提高氢、氧析出的活性位点，同时表面磷原子的存在可以降低氢原子的吸附自由能。本发明制备的磷化铑催化剂对于氢、氧的催化性能比铂基更为优异，可以同时适用于正负极，制备工序简单，具有为燃料电池大规模提供氢的能力。

主权项

1.一种用于制备燃料电池专用氢的磷化铑催化剂的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：（1）采用铑盐作为原料，将所述铑盐配制成离子浓度为 0.5‑1.5mol/L的水溶液，混合均匀，往所述铑盐溶液中添加柠檬酸，使柠檬酸的摩尔浓度为铑盐摩尔浓度的3‑6倍，滴入柠檬酸质量1~10%的聚乙二醇作为增稠剂，充分搅拌，得到铑盐溶胶，其中，所述铑盐为硝酸铑或氯化铑中的一种或两种的混合；（2）将多孔电极层浸没于所述铑盐溶胶中，保持30‑60min，使铑盐溶胶均匀沉积在多孔电极表面，经过150℃烘干0.5‑3 h，经过焙烧后，自然冷却至室温，得到表面覆盖膜状三氧化二铑的多孔电极层；（3）将掩模板完全覆盖于所述多孔电极三氧化二铑膜表面上，所述掩模板与三氧化二铑膜保持贴合形成组件A；（4）将所述组件A置于反应容器中，使用亚磷酸蒸汽在氢等离子体环境下进行反应，通过氢等离子体将三氧化二铑和亚磷酸还原，反应结束待冷却后将组件A取出反应容器，除去掩膜板，获得具有磷缺陷点阵的磷化铑催化剂层。