[发明专利]一种三维碳结构负载铂催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种三维碳结构负载铂催化剂的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：三维碳结构载体制备与处理

按重量份数将零维碳材料0.5-1.5份、一维碳材料0.5-1.5份、二维碳材料0.5-1.5份、炭黑1-10份混合溶于20-100份的10wt％硝酸溶液，在60-80℃搅拌5-10小时，所得混合物水洗抽滤并于60-80℃干燥5-10小时，将干燥产物在250-400rpm下球磨1-2小时，得到三维碳结构粉体；

步骤2：三维碳结构负载Pt

按质量份数将步骤1中的三维碳结构1-10份、铂原材料5-20份、乙醇500-800份、去离子水50-100份混合，滴加NaOH溶液将pH值调至11-13，保持温度70-90℃持续搅拌反应2-4小时；

步骤3：干燥与煅烧

将步骤2所得溶液进行抽滤，水洗后在60-80℃真空干燥5-10小时，所得粉末研磨后在H₂体积占比为0-20％的H₂与N₂混合气氛中，气体流速为80-100sccm，退火1-3小时，退火温度150-400℃；

步骤4：等离子体处理

采用等离子体增强化学气相沉积系统对步骤3退火粉体进行恒温等离子体处理，粉体盛放于可旋转的陶瓷坩埚内部，坩埚通过旋杆固定，通入H₂或者N₂气体，射频功率150W，保温温度为300-500℃，等离子体处理时间为1-3小时。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：零维碳材料为纳米金刚石或富勒烯；一维碳材料为碳纳米管或碳纳米纤维；二维碳材料为石墨烯。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2所述的铂原材料为六羟基合铂酸二(乙醇铵)水溶液、硝酸铂、乙酰丙酮铂、或氯铂酸。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4中可旋转坩埚为四方中空桶状结构，放置粉体厚度不高于2mm，旋转速度1-10rpm。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4中通入H₂气流量10-30sccm，腔压20-40Pa，通入N₂气流量5-15sccm，腔压10-20Pa。

6.应用如权利要求1所述的制备方法所制备的催化剂。