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申请/专利权人:长春黄金研究院有限公司
摘要:本发明提供了一种铂钴固溶体催化剂及其制备方法与应用,涉及新能源材料和应用技术领域。该制备方法采用分步吸附的方法制备PtCoC固溶体催化剂,首先将带巯基的有机酸吸附到炭载体上,再吸附Co源,还原形成巯基修饰的CoC载体,以此为载体吸附Pt源并还原,经洗涤、烘干、研磨后得到PtCoC固溶体催化剂。该制备方法分步吸附Co源和Pt源,有利于Pt‑Co粒子的均匀分布。另一方面,巯基被吸附到炭载体上可以增加载体的活性位点,且巯基可与Pt‑Co粒子键合,从而实现对Pt‑Co粒子的锚定,提高催化剂的活性。该方法制备的PtCoC固溶体催化剂中Pt‑Co粒子分布均匀,Pt‑Co粒子的粒径为2‑6nm,半波电位和质量比活性(massactivity)的值均高于商业铂碳催化剂,可应用于质子交换膜氢燃料电池氧还原反应。
主权项:1.一种铂钴固溶体催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,将炭黑载体、含巯基的有机酸和去离子水超声分散,搅拌1-3h得到a,将钴源和乙二醇超声分散得到b;S2,在搅拌状态下,将b加入a中,超声,室温下搅拌1-2h,得到混合液A;S3,搅拌状态下向混合液A中加入氨水溶液,调节pH至5-9,超声,室温下搅拌,得到混合液B;S4,搅拌状态下向混合液B中加入甲醛水溶液,超声,室温下搅拌,得到混合液C;70-90℃水浴回流搅拌1-3h,过滤,去离子水洗涤,干燥,研磨,得到巯基修饰的CoC载体;所述混合液C中,钴的浓度为0.005-0.04gL,钴与炭黑载体的质量比为1:(1-50),含巯基的有机酸与钴的摩尔比为(1-5):1,溶液中去离子水与乙二醇的体积比为(1-5):1;S5,将CoC载体和去离子水超声分散得到c,将铂源和乙二醇超声分散得到d;S6,在搅拌状态下,将d加入c中得到混合液D,超声,室温下搅拌4-15h;S7,搅拌状态向混合液D中加入甲醛水溶液,超声,室温下搅拌,得到混合液E;在70-90℃下,水浴回流搅拌1-3h,过滤,去离子水洗涤,干燥,研磨,得到PtCoC催化剂;所述混合液E中,铂的浓度为0.01-0.2gL,铂与炭黑载体的质量比为1:(1-10),溶液中去离子水与乙二醇的体积比为(1-5):1。
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