[发明专利]一种非担载型燃料电池催化剂浆料及其制备方法

权利要求书

1.一种非担载型燃料电池催化剂浆料，其特征在于：

由金属纳米颗粒、具有导质子功能的聚合物和醇水溶液组成，其中醇水溶液所占的总的质量份数为50～99.9％，水在醇水溶液所占的质量分数为0.01-50％；金属纳米颗粒由具有导质子功能的聚合物原位修饰，其中，具有导质子功能的聚合物与金属纳米颗粒的质量之比为0.02～1∶1；

1)将质量浓度为1～20％的具有导质子功能的聚合物溶液加入醇水混合溶液中，具有导质子功能的聚合物溶液与醇水混合溶液的质量比为0.001～1∶1，其中具有导质子功能的聚合物为金属元素的保护剂，加入质量浓度为0.1～20％的含有催化剂金属活性组份的可溶性前驱体盐溶液，其中具有导质子功能的聚合物与金属元素的质量之比为0.02～1∶1，搅拌均匀后，加入碱性物质调节溶液pH值为8～13和还原剂于60～100℃下搅拌回流1～60分钟，其中所加入的还原剂与金属元素的物质的量之比为1～500∶1；反应过程中保持溶液pH＝8～13，得到具有导质子功能的聚合物修饰的金属纳米颗粒的胶体溶液;

2)将步骤1)所得到的胶体溶液，采用透析袋于醇水溶液中透析处理去除杂质离子和有机副产物，其中透析袋的截留分子量为1K～100KDa，用于透析的醇水溶液中水所占的质量份数为0.01-50％，最后得到所述的催化剂浆料。

2.权利要求1所述的燃料电池催化剂浆料，其特征在于：所述具有导质子功能的聚合物为全氟磺酸树脂、磺化聚砜类树脂、磺化聚苯硫醚树脂、磺化聚苯并咪唑、磺化聚磷腈、磺化聚酰亚胺树脂、磺化聚苯乙烯树脂和磺化聚醚醚酮树脂中任意一种；

所述金属纳米颗粒为金属单质或金属合金，其中：金属单质为Pt，Ru，Ir，Pd，Rh，Os，Au中的任意一种；

金属合金为含有Pt，Ru，Ir，Pd，Rh，Os，Au中的任意两种或两种以上金属的合金；或金属合金为MN，其中M为Pt，Ru，Ir，Pd，Rh，Os，Au中的任意一种或一种以上，N为Cr，Ni，Co，Mn，Cu，Ti，Sn，V，Fe，Ga，Mo，Se中的任意一种或一种以上。

3.权利要求1所述的燃料电池催化剂浆料，其特征在于：所述醇为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丁二醇或丙三醇。

4.一种权利要求1所述燃料电池催化剂浆料的制备方法，其特征在于：

1)将质量浓度为1～20％的具有导质子功能的聚合物溶液加入醇水混合 溶液中，具有导质子功能的聚合物溶液与醇水混合溶液的质量比为0.001～1∶1，其中具有导质子功能的聚合物为金属元素的保护剂，加入质量浓度为0.1～20％的含有催化剂金属活性组份的可溶性前驱体盐溶液，其中具有导质子功能的聚合物与金属元素的质量之比为0.02～1∶1，搅拌均匀后，加入碱性物质调节溶液pH值为8～13和还原剂于60～100℃下搅拌回流1～60分钟，其中所加入的还原剂与金属元素的物质的量之比为1～500∶1；反应过程中保持溶液pH＝8～13，得到具有导质子功能的聚合物修饰的金属纳米颗粒的胶体溶液;

2)将步骤1)所得到的胶体溶液，采用透析袋于醇水溶液中透析处理去除杂质离子和有机副产物，其中透析袋的截留分子量为1K～100KDa，用于透析的醇水溶液中水所占的质量份数为0.01-50％，最后得到权利要求1所述的催化剂浆料。