[发明专利]一种铂纳米线催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铂纳米线催化剂及其制备方法，配方包括：介孔金属氧化物@氮化钛载体、乙二醇还原剂、N，N‑二甲基甲酰胺溶液、氢氧化钠和氯铂酸，各组分的重量份数分别是：30‑50份的介孔金属氧化物@氮化钛载体、58‑65份的乙二醇还原剂、18‑35份的N，N‑二甲基甲酰胺溶液、18‑20份的氢氧化钠和45‑55份的氯铂酸；所述乙二醇还原剂的浓度为0.6‑1mol/L；该发明，通过改变了传统中制备催化剂的配方，利用介孔金属氧化物@氮化钛载体作为制备该铂纳米线催化剂的配方之一，有效的提高了该催化剂的导电效果，同时对介孔金属氧化物@氮化钛载体进行搅拌分散以及超声分散，有效的对介孔金属氧化物@氮化钛载体进行分散，提高了制备的铂纳米线催化剂的质量。

技术领域

本发明涉及铂纳米线催化剂技术领域，具体为一种铂纳米线催化剂及其制备方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。其中在使用质子交换膜燃料电池的过程中需使用到催化剂，但现有的催化剂通常采用炭黑作为导电载体，但利用导电炭黑载体制备的催化剂催化效果差，因此设计一种铂纳米线催化剂及其制备方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铂纳米线催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铂纳米线催化剂，配方包括：介孔金属氧化物@氮化钛载体、乙二醇还原剂、N，N-二甲基甲酰胺溶液、氢氧化钠和氯铂酸，各组分的重量份数分别是：30-50份的介孔金属氧化物@氮化钛载体、58-65份的乙二醇还原剂、18-35份的N，N-二甲基甲酰胺溶液、18-20份的氢氧化钠和45-55份的氯铂酸。

优选的，所述乙二醇还原剂的浓度为0.6-1mol/L。

一种铂纳米线催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一，选取；步骤二，混合；步骤三，煅烧；步骤四，浸泡；步骤五，称取；步骤六，搅拌；步骤七，分散；步骤八，干燥；步骤九，保温；步骤十，洗涤；

其中上述步骤一中，首先称取58-65份的乙二醇还原剂、18-35份的N，N-二甲基甲酰胺溶液、18-20份的氢氧化钠和45-55份的氯铂酸备用，然后称取一定量的球形导电氮化钛、三嵌段共聚物结构导向剂P123、钛金属氧化物前驱体和高价丙醇盐或其他醇盐前驱体备用；

其中上述步骤二中，将步骤一中称取的球形导电氮化钛、三嵌段共聚物结构导向剂P123、钛金属氧化物前驱体和掺杂高价金属盐前驱体依次放置在装有适量无水乙醇的表面皿中进行混合，并且在混合过程中控制适当的环境温度以及环境湿度，从而在表面皿中蒸发成膜得到半成品载体；

其中上述步骤三中，将步骤二中蒸发成膜得到的半成品载体在高温空气环境中煅烧4-5h除模板；

其中上述步骤四中，将步骤三中煅烧除模板后的半成品载体在焙烧前，介孔载体进行浸盐处理，然后将处理后的半成品载体在高温空气温度环境下焙烧2-3h即可，然后将焙烧后的半成品载体利用蒸馏水进行浸泡除盐即可得到成品介孔金属氧化物@氮化钛载体，且高温空气的温度为400-450℃；

其中上述步骤五中，称取步骤四中制备成型的30-50份的介孔金属氧化物@氮化钛载体备用；

其中上述步骤六中，将步骤五中称取的介孔金属氧化物@氮化钛载体放置在容器中，并且在容器中倒入一定量的蒸馏水，随后利用磁力搅拌设备对容器中放入的蒸馏水和介孔金属氧化物@氮化钛载体进行搅拌混合，且搅拌混合时间为3-4h，随后将搅拌后的蒸馏水和介孔金属氧化物@氮化钛载体放置在烘干房中进行烘干处理，待容器中的蒸馏水完全烘干后即可取出容器自然冷却至常温即可；