[发明专利]一种碳负载高载量贵金属电催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种碳负载高载量贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）碳载体的前处理：

将碳载体在惰性气氛下600-1200℃下处理30-120min，然后超声分散在硝酸水溶液中，在60-120℃下回流处理1-6h，用水洗涤至滤液pH为中性，干燥；

（2）碳负载高载量贵金属电催化剂的制备：

将处理后的碳载体分散在水和极性溶剂的混合溶液中，超声分散，依次向其中加入贵金属前驱体溶液和还原剂，搅拌30-40min，加入碱性溶液调节pH至8-10，在40-80℃下反应1-6h，用水洗涤至滤液pH为中性，干燥，得到碳负载高载量贵金属电催化剂。

2.根据权利要求1所述碳负载高载量贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于：所述极性溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、六甲基磷酰胺中的至少一种。

3.根据权利要求2所述所述碳负载高载量贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于：所述碳载体、水和极性溶剂的混合溶液、贵金属前驱体的加入比例为1g：（100-120）mL：（4-10）mmol；所述贵金属前驱体与还原剂的摩尔比为1：（2-18）；所述贵金属前驱体溶液的浓度为20-1000mmol/L；所述碳载体与硝酸水溶液的比例为（0.005-0.05）g:1mL；所述硝酸水溶液的质量浓度为126-504 mg/L。

4.根据权利要求3所述所述碳负载高载量贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于：所述水和极性溶剂的混合溶液中，水和极性溶剂的体积比为1：（0.1-1）。

5.根据权利要求4所述所述碳负载高载量贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于：所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、水合肼、甲醛、乙二醇、氢氰酸、硫化氢、亚硝酸中的至少一种。

6.根据权利要求5所述所述碳负载高载量贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于：所述贵金属前驱体为氯铂酸、氯亚铂酸、氯铂酸钾、氯亚铂酸钾、氯铂酸钠、氯亚铂酸钠、氯铂酸铵、氯亚铂酸铵、三氯化铑、氯铑酸、氯铑酸钾、氯铑酸钠、氯铑酸铵、二氯化钯、氯钯酸钾、氯钯酸钠、氯钯酸铵、氯亚钯酸钾、氯亚钯酸钠、氯亚钯酸铵、三氯化金、氯金酸、氯金酸钠、氯金酸钾、氯金酸铵或硝酸银中的至少一种。

7.根据权利要求6所述所述碳负载高载量贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于：所述碳载体为碳黑EC600JD、碳黑EC300JD、碳黑VXC-72、碳黑BP2000、活性碳、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、富勒烯或泡沫碳中的至少一种。

8.根据权利要求7所述所述碳负载高载量贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于：所述碱性溶液的浓度为0.01-8 mol/L，所述碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钙、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、草酸钠、磷酸钠、碳酸钾的水溶液。

9.权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的碳负载高载量贵金属电催化剂。

10.权利要求9所述碳负载高载量贵金属电催化剂在质子交换膜燃料电池中的应用。