[发明专利]一种燃料电池用碳载核壳型铜-铂催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种燃料电池用的碳载核壳型铜-铂催化剂(Cu@Pt/C)及其制备方法。该方法采用乙二醇为溶剂和还原剂，制备具有核壳结构的Cu@Pt/C催化剂。该方法运用两步还原法，即先还原非贵金属，再还原贵金属，通过控制反应的温度和pH值，使贵金属在非贵金属的表面沉积，从而制成核壳型催化剂；此外，该方法在制备过程中加入了碳载体，可以使纳米金属颗粒直接在载体上生长，增强了催化剂颗粒和碳载体的结合，使催化剂更加稳定，从而大大提高催化剂的催化效率和贵金属的利用率。该碳载核壳型铜-铂催化剂中Cu的质量百分含量为2-30％，Pt的质量百分含量为5-30％。

主权项

一种燃料电池用碳载核壳型铜‑铂催化剂的制备方法，具体步骤如下：A、将可溶性铜盐溶于乙二醇液体中，溶液中Cu离子的浓度为0.005～0.05摩尔/升，然后按柠檬酸或柠檬酸盐与铜离子的物质的量比1～2∶1的比例加入柠檬酸或柠檬酸盐，再按碳载体与铜离子的质量比为4～25∶1的比例加入碳载体，充分混合搅拌均匀得到混合溶液；所述的碳载体是碳黑、碳球、碳纳米管中的一种；B、用氢氧化钠或氢氧化钾的乙二醇溶液调节上述混合溶液的pH值为9～11，在160℃～190℃加热还原，反应过程中要维持pH值恒定，反应时间2～6h，将反应液离心洗涤，50℃～80℃下真空干燥，得到碳载铜粒子(Cu/C)；C、将步骤B中的碳载Cu颗粒均匀分散到乙二醇液体中，再加入氯铂酸，使溶液中Cu与Pt离子的质量比为0.2～3∶1，用氢氧化钠或氢氧化钾的乙二醇溶液调节体系pH值为7～9，在70℃～110℃下加热还原，反应时间2～6h；D、将步骤C中的反应液离心洗涤，直到无氯离子存在，在50℃～80℃下真空干燥，得到碳载核壳型铜‑铂催化剂(Cu@Pt/C)。