[发明专利]一种燃料电池用电催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种燃料电池用电催化剂，以锑掺杂氧化锡与碳黑的复合物为载 体，Pt或Pt与Pd、Ir、Ru、Ni、Co、Cu、Fe、Mo、Cr、Ti中的一 种金属组成活性组分；载体中锑掺杂氧化锡与碳黑的质量比为0.1～ 3；锑掺杂氧化锡中锑摩尔含量为0.5％～10％；活性组分于催化剂中 的质量含量为30％～40％；Pt于催化剂中的质量含量10％～20％。

2.一种权利要求1所述的燃料电池用电催化剂的制备方法，其特征在 于：

(1)水热法制备锑掺杂氧化锡(ATO)：将锡粉(1～5g)、三氧 化二锑粉(Sb和Sn的摩尔比为1:100～10:100)、质量浓度65～68％ 浓硝酸(10～50mL)和水(10～100mL)混合均匀后于100～200℃下 反应5～15h，经离心、水洗、烘干、研磨制得ATO粉末；

(2)将上述ATO粉末和碳黑均匀分散于非水溶剂中，超声磁搅 均匀，得到ATO-碳黑复合载体溶液，其中ATO浓度为0.1～10mg/mL， 碳黑浓度为0.1～10mg/mL；

(3)将活性组分的可溶性前躯体加入到还原剂的水溶液中于 20～100℃下反应1～10h，再将反应后的溶液与上述步骤(2)制备 的ATO-碳黑复合载体溶液按所需比例在室温下混合磁力搅拌10～ 24h后，经离心、洗涤、真空干燥，得到最终产物。

3.按照权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1) 所述混合过程为室温磁搅或超声震荡。

4.按照权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2) 所述碳黑为XC72；步骤(2)所述非水溶剂为无水乙醇。

5.按照权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3) 所述活性组分为Pt或Pt与Pd、Ir、Ru、Ni、Co、Cu、Fe、Mo、Cr、 Ti中的一种金属组成；活性组分的可溶性前躯体为Pt或Pt与Pd、 Ir、Ru、Ni、Co、Cu、Fe、Mo、Cr、Ti中的一种金属的硫酸盐、硝 酸盐、卤化物、络合物、氢卤酸或氢卤酸盐中的一种或二种以上。

6.按照权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3) 所述还原剂为嵌段共聚物、硼氢化钠或甲醛；还原剂的水溶液的质量 浓度为10～200mg/mL，活性组分的可溶性前躯体与还原剂的摩尔比 例1～100，嵌段共聚物为F127或P123。

7.按照权利要求2、5或6所述的催化剂的制备方法，其特征在于： 步骤(3)所述活性组分为嵌段共聚物还原的PdPt；即所述活性组分 为Pt与Pd，还原剂为嵌段共聚物；步骤(3)所述活性组分使用的 金属前驱体为含Pd、Pt的水溶性硫酸盐、硝酸盐、卤化物、络合物、 氢卤酸或氢卤酸盐，金属前驱体在嵌段共聚物水溶液中的浓度为 0.1～10mg/mL。

8.一种权利要求1所述催化剂在燃料电池中的应用，作为燃料电池的 阴极催化剂应用于燃料电池中。