[发明专利]一种金属-有机框架修饰的燃料电池催化剂及制备方法

摘要

本发明提出一种金属‑有机框架修饰的燃料电池催化剂及制备方法，使用铁粉、苯酸类、氢氟酸、硝酸均匀混合后进行低温水热处理，过滤干燥后获得颗粒状晶体物质，之后进行干法球磨粉碎，将晶体粉碎至微米级粉体，与Pt/C催化剂进行热压复合，使粉体均匀镶嵌在碳纤维载体背面，形成点阵吸附层。本发明使用金属铁与苯酸类有机物反应后与碳纤维载体复合形成点阵吸附层，通过骨架结构中Fe3+还原为Fe2+对含有π键的CO吸附质具有选择性催化和吸附效果，能够有效提高气体扩散层中CO的催化和吸附量，减少催化剂中毒的危险，提高反应活性。

主权项

1.一种金属‑有机框架修饰的燃料电池催化剂，其特征在于，所述催化剂结构包括Pt纳米粉体均匀负载到碳纤维层状载体第一面形成的Pt/C催化剂层与均匀镶嵌在所述碳纤维载体不同于所述第一面的第二面上的金属‑有机框架粉体层；其中，所述金属‑有机框架粉体为金属铁与苯酸类有机物络合反应生成的骨架结构；所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份将3‑7份铁粉与14‑20份硝酸混合，待铁粉完全溶解后，加入2‑3份苯酸类有机物和1‑2份氢氟酸，搅拌均匀后进行水热处理，水热温度控制在80‑98℃，在经过离心分离沉淀，过滤滤出沉淀，再通过冷冻干燥得到金属‑有机框架晶体材料；（2）将所述金属‑有机框架晶体材料加入干法球磨机中，球磨粉碎至10‑300μm，得到金属‑有机框架粉体；（3）将碳纤维层第一面涂覆Pt纳米粉体，将所述金属‑有机框架粉体与碳纤维层不同与所述第一面的第二面进行热压复合，使粉体均匀镶嵌在碳纤维载体所述第二面，形成点阵吸附层，得到金属‑有机框架粉体修饰的燃料电池催化剂。