[实用新型]一种制备铂碳催化剂用的反应釜

说明书

本实用新型属于贵金属催化剂制备技术领域，尤其涉及一种制备铂碳催化剂用的反应釜，包括恒温控温装置、反应釜釜体、剪切装置、搅拌装置和超声振动装置，所述剪切装置、搅拌装置和超声振动装置穿过所述反应釜釜体的端盖，伸入所述反应釜釜体内部。本实用新型通过设置超声振动设备，利用超声波在液体中的空化作用，增强贵金属活性物质在溶液中的分散效果、击破碳浆小颗粒，达到将碳浆液分散的效果。利用高速剪切机的作用，进一步增强贵金属溶液在碳浆中的分散效果，解决铂碳催化剂在放大过程中扩散问题，实现铂碳催化剂放大过程中的批次稳定性。

技术领域

本实用新型属于贵金属催化剂制备技术领域，尤其涉及一种制备铂碳催化剂用的反应釜。

背景技术

贵金属由于其特殊的D电子轨道，被大量使用在催化剂行业，催化加氢（Pt/C、Pd/C等），催化氧化（Pt/Al2O3、Pt/CeO2、Pt-Pd/Al2O3），汽车动力氢燃料电池催化（高Pt/C）。

汽车动力氢燃料电池铂碳催化剂贵金属含量高达50%以上，这对负载分散度提出了极大的挑战，并且汽车动力氢燃料电池铂碳催化剂的特殊性，提出了更高的要求：1、活性组分铂高度分散在碳表面；2、活性物质铂的纳米颗粒非常均匀，最佳颗粒粒度在3-5nm。

制备氢燃料电池铂碳催化剂采用滴加铂前驱体溶液，再用氢氧化钠等碱性溶液滴加进入碳浆液中，从微观的角度看，滴加进入的铂前驱体和氢氧化钠均存在扩散不及时，导致以下系列问题：（1）贵金属铂无法完全分散均匀，因此会有贵金属颗粒大小不均一的问题；（2）碳浆液在滴加进入铂前驱体和氢氧化钠的时候，会存在局部酸碱性改变，导致碳浆液团聚，从而进一步降低了贵金属铂活性物质分散效果，特别是在大生产中，扩散和碳浆的团聚问题更加严重导致催化剂获得批次稳定性和催化剂性能及其不稳定。

发明内容

本实用新型提供了一种制备铂碳催化剂用的反应釜，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本实用新型采用了如下技术方案：一种制备铂碳催化剂用的反应釜，包括反应釜釜体、高速剪切装置、搅拌装置和超声振动装置，所述高速剪切装置、搅拌装置和超声振动装置穿过所述反应釜釜体的端盖，伸入所述反应釜釜体内部；

所述超声振动装置能够对所述反应釜釜体内的溶液进行超声振动；

所述高速剪切装置能够对所述反应釜釜体内团聚的溶液进行剪切分散；

所述搅拌装置能够对所述反应釜釜体内的溶液进行搅拌。

进一步地，所述搅拌装置包括电机、传动杆和搅拌桨，所述电机安装在反应釜釜体外，所述搅拌桨位于所述反应釜釜体内，所述传动杆一端与所述电机的输出轴传动连接，另一端与所述搅拌桨连接，所述传动杆穿过所述反应釜釜体的端盖。

进一步地，所述搅拌桨上覆盖有聚四氟乙烯。

进一步地，所述反应釜釜体上设置有温度调节装置，所述温度调节装置能够调节所述反应釜釜体内部的温度。

进一步地，所述温度调节装置包括夹套、温度控制箱，所述夹套套设在所述反应釜釜体上，所述温度控制箱通过进油管和出油管和所述夹套连通，所述夹套与所述温度控制箱内循环有导热油，所述温度控制箱用于控制导热油的温度。

进一步地，所述反应釜釜体的内壁覆盖有聚合物内衬。

进一步地，所述超声振动装置包括超声振动棒。

进一步地，所述高速剪切装置包括高速剪切乳化机。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置超声振动设备，利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用，在瞬间使得溶液内部形成大量微观高真空，极大的增强了贵金属活性物质在溶液中的扩散效果，并且超声还可以利用空化击破碳浆小颗粒，达到将碳浆液分散的效果。同时本实用新型通过设置剪切设备，可以快速的打破纳微尺度下的碳浆小颗粒。