[发明专利]一种碳-金属氧化物复合载体及其催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳‑金属氧化物复合载体及其催化剂的制备方法。一种碳‑金属氧化物复合载体的制备方法，包括以下步骤：（1）配制金属盐溶液；（2）将碳载体浸入到所述金属盐溶液中，加入醇类分散剂后进行超声处理，之后在搅拌下加入碱液进行沉淀反应；（3）静置后抽滤、洗涤、干燥；（4）将干燥后的固体在惰性气氛下进行煅烧处理，获得碳‑金属氧化物复合载体。本发明的一种碳‑金属氧化物复合载体的制备方法制备工艺简单，易于操作，可以实现批量化生产，适于制备多种碳载体与金属氧化物复合的载体；以本发明的碳‑金属氧化物复合载体制备的催化剂，催化活性好且具有良好的抗老化性能。

技术领域

本发明涉及新能源材料技术领域，

尤其是，本发明涉及一种碳-金属氧化物复合载体及其催化剂的制备方法。

背景技术

燃料电池是一种通过化学反应，不经过其它能量（热能、机械能）的转变，直接将燃料电池中储存的化学能直接转化为可方便使用电能的高效发电装置。相比于其它能源供应，其具有产物无污染、燃料来源丰富、质量轻、携带方便等优点，被认为是理想的能源利用方式。燃料电池的构造通常由正极材料、负极材料、电解质和外电路部件组成；其中，构成正极材料的催化剂是燃料电池的核心部件，其性能的优异直接影响整个燃料电池系统的正常工作。

目前燃料电池催化剂主要采用Pt/C催化剂，但是在使用过程中，纯碳载体不可避免的会在阴极发生腐蚀，金属纳米颗粒就容易脱离碳载体而大量聚集，从而使得催化剂活性下降，寿命降低。因此设计高稳定性的催化剂载体是聚合物电解质燃料电池领域研究的热点。

相比于传统碳载体，金属氧化物载体耐腐蚀性强，与金属催化剂之间的结合力强，同时氧化物的加入能够提升催化剂的氧还原性能，减少金属铂的使用，但是其导电性差，因此研究碳和金属氧化物结合制备复合载体将能克服单一碳载体或单一金属氧化物载体的缺陷。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳-金属氧化物复合载体及其催化剂的制备方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种碳-金属氧化物复合载体的制备方法，包括以下步骤：

（1）配制金属盐溶液；

（2）将碳载体浸入到所述金属盐溶液中，加入醇类分散剂后进行超声处理，之后在搅拌下加入碱液进行沉淀反应；

（3）静置后抽滤、洗涤、干燥；

（4）将干燥后的固体在惰性气氛下进行煅烧处理，获得碳-金属氧化物复合载体。

优选地，所述金属盐溶液为硝酸铈、氯化铈、碳酸铈、硝酸锰、二氯化锆、氯化亚锡中的任意一种，所述金属盐溶液质量分数为10~20%。

优选地，所述醇类分散剂为乙醇、正丙醇、异丙醇中的任意一种。

优选地，所述煅烧处理温度为200-600℃，时间为1~3h。

优选地，所述超声处理时间为30~60min。

本发明还提供一种按上述制备方法制备的碳-金属氧化物复合载体，金属氧化物在复合载体中的质量分数为10~30%。

本发明还提供一种碳-金属氧化物复合载体催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）配制铂盐前驱体溶液；

（2）将碳-金属氧化物复合载体浸入到所述铂盐前驱体溶液中，加入乙二醇，室温下超声20~40min，之后加入碱液与还原剂，在惰性气氛下搅拌反应20~40min得第一混合液；

（3）在惰性气氛下将所述第一混合液在60~90℃下继续搅拌反应2~5h；