专利名称：制备Pt/C催化剂的调变多元醇法的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备质子交换膜燃料电池钼/碳催化剂的调变多元醇法，属于电化学 催化领域。
背景技术：
燃料电池是一种高效、绿色的发电装置，它直接将储存在燃料与氧化剂中的化学 能转化为电能。其中，质子交换膜燃料电池(Proton Exchang Membrane FuelCel 1，PEMFC) 以其能量密度高，无腐蚀，运行温度低，启动快等优点，引起广泛关注，成为目前能源领域中 的重大研究课题。
质子交换膜燃料电池通常分别采用氧气(或空气)和氢气作为阴、阳极反应气体。 为了加快电极反应速度，需要采用高活性电催化剂制备气体扩散电极。尤其是阴极氧还原 过程，为使分子氧通过四电子过程直接还原成水，从而得到高能量利用率，需要采用Pt/c 作为催化剂，因为贵金属Pt是迄今为止对氧还原反应催化活性最高且性能最稳定的催化 剂。
高催化活性的Pt/C催化剂取决于合理的制备方法，因为制备方法以及相应的 工艺条件影响Pt/c催化剂中Pt颗粒的粒径分布及晶态结构，进而影响其电催化性能和 利用率。目前报导较多的Pt/c催化剂的化学合成方法中包括浸渍还原法、离子交换法、 Bonnemann法、有机胶体法等，这些传统方法制备Pt/C催化剂存在很多问题，如浸渍还原法 和离子交换法制备的催化剂Pt颗粒粒径较大，容易团聚；Bormemarm法成本高，制备过程复 杂，且产物杂质含量相对较高；有机胶体法工艺条件难于控制，产品分离困难。针对上述问 题，近年来许多研究者做出了大量研究，对传统方法进行改进，并提出了新技术新方法，如 固相反应法、无机胶体法、微乳液法、微波法等。
国内发明专利申请公开说明书“质子交换膜氢与氧燃料电池碳载钼催化剂的制备 方法”，专利(申请)号CN200410029834. 1采用无机胶体法制备了 Pt/C催化剂，该法利用 在溶剂中形成PtOx胶体而后进行气相还原，制备了氢/氧质子交换膜燃料电池催化剂。
专利(申请)号CN200810070245. 6提供了一种间接电沉积制备碳载超低钼催化 电极的方法，该发明是在水溶液中通过四步电沉积法将过渡金属M(如Cu、Co、Ni等)纳米 粒子高分散的沉积在全氟磺酸树脂粘接的多孔碳电极(PCE)上，然后将所得到的M/PCE电 极浸入到钼盐溶液中通过置换反应制得碳载超低钼催化电极。
本发明的目的即是寻求一种方法，制备出Pt晶粒细小且粒度分布均勻，分散性 好，催化活性高的Pt/C催化剂。发明内容
本发明提出一种制备钼/碳催化剂的调变多元醇法，步骤如下
1)在通队气保护下，？1(%%)2在二苯醚溶剂中加热到80 120°C (最好在80 IOO0C )溶解；
2)加入表面活性剂油酸、油酸酰胺或二者的混合物作为稳定剂；
3)将经过处理的碳黑加入溶液中，不断搅拌1 3h，使乙酰丙酮钼先负载到该碳里卜.
4)在连续搅拌条件下加入还原剂多元醇，加热回流0.5 lh，使乙酰丙酮钼充分 还原成钼；
5)溶液过滤，用无水乙醇多次洗涤后真空干燥。
所述的碳黑使用前在300 500°C条件下热处理了 1 5h，或者在氩气中500 900 °C热处理1 5h。
所述的多元醇是1，2-十二烷基二醇或1，2_十六烷基二醇，反应回流温度在 230 249°C之间。
所述的乙酰丙酮钼是先化学键合到碳黑表面上，然后再用多元醇将其还原成纳米 Pt/Co
本发明采用调变多元醇法制备Pt/C催化剂的新方法，该催化剂用于氢氧燃料电 池中具有很高的电催化活性。所制备的Pt/c催化剂具有粒径小、分散性好且粒度分布均勻 的特点。如图1和图2是按照本发明制备的Pt/C催化剂的透射电子显微效果图，平均粒径 为 2. 3nm。
图1 实施例lPt/C催化剂透射电镜图，
图2 实施例2Pt/C催化剂透射电镜图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明不限于实施例。
实施例1
1)在队气氛保护下，0.39 0.40g Pt (acac) 2在二苯醚0 30. OmL)中溶 解，加热到80 IOO0C ；
2)加入表面活性剂0. 15 0. 17mL油酸、0. 13 0. 15g油酸酰胺作为稳定剂；
3)加入770 790mg在空气中300 500°C热处理1 5h的Vulcan XC-72碳黑， 并不断搅拌1 3h，使乙酰丙酮钼先负载到该碳黑上；
4)然后在连续搅拌条件下加入还原剂0.20 0.21g 1，2_十二烷基二醇，再缓慢 加热，直至240 247°C出现回流，并在该温度下回流30 40min ；
5)溶液过滤，用无水乙醇多次洗涤，再60 85°C真空干燥，即得Pt/C。
实施效果见附图1。
实施例2
1)在队气氛保护下，0. 19 0.20g Pt (acac) 2在二苯醚0 25. OmL)中溶 解，加热到80 IOO0C ；
2)加入表面活性剂0. 10 0. 16mL油酸、0. 10 0. 14g油酸酰胺；
3)加入380 390mg氩气中500 900°C热处理1 5h的Vulcan XC-72碳黑， 并不断搅拌1 3h，使乙酰丙酮钼先负载到该碳黑上；
4)然后在连续搅拌条件下加入还原剂0. 13 0. 14g 1,2-十六烷基二醇，再缓慢 加热，直至240 247°C出现回流，并在该温度下回流30 40min ；
5)溶液过滤，用无水乙醇多次洗涤，再60 85°C真空干燥，即得Pt/C。
实施效果见附图2。
本发明公开和揭示的方法可借鉴本文公开内容。尽管本发明方法已通过较佳实施 例进行了描述，但是本领域技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所 述的方法改动，更具体说，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他 们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
权利要求
1.一种制备钼/碳催化剂的调变多元醇法，步骤如下1).在通队气保护下，Pt(acac) 2在二苯醚溶剂中加热到80 120°C溶解；2).加入表面活性剂油酸、油酸酰胺或二者的混合物作为稳定剂；3).将经过处理的碳黑加入溶液中，不断搅拌1 3h，使乙酰丙酮钼先负载到该碳黑上；4).在连续搅拌条件下加入还原剂多元醇，加热回流0.5 lh，使乙酰丙酮钼充分还原 成钼；5).溶液过滤，用无水乙醇多次洗涤后真空干燥。
2.如权利要求1所述的一种制备钼/碳催化剂的调变多元醇法，其特征是所述的步骤 1)中Pt (acac) 2在二苯醚溶剂中加热到80 100°C溶解。
3.如权利要求1所述的一种制备钼/碳催化剂的调变多元醇法，其特征是所述的碳黑 使用前在300 500°C条件下热处理了 1 5h，或者在氩气中500 900°C热处理1 5h。
4.如权利要求1所述的一种制备钼/碳催化剂的调变多元醇法，其特征是所述的多元 醇是1，2_十二烷基二醇或1，2_十六烷基二醇，反应回流温度在230 249°C之间。
5.如权利要求1所述的一种制备钼/碳催化剂的调变多元醇法，其特征是所述的乙酰 丙酮钼是先化学键合到碳黑表面上，然后再用多元醇将其还原成纳米Pt/c。
全文摘要
本发明涉及制备铂/碳催化剂的调变多元醇法，步骤为①在通N2气保护下，Pt(acac)2在二苯醚溶剂中加热到80～120℃溶解；②加入表面活性剂油酸、油酸酰胺作为稳定剂；③将经过处理的碳黑加入溶液中，不断搅拌1～3h，使乙酰丙酮铂先负载到该碳黑上；④在连续搅拌条件下加入还原剂多元醇，加热回流0.5～1h，使乙酰丙酮铂充分还原成铂；⑤溶液过滤，用无水乙醇多次洗涤后真空干燥。本发明的催化剂用于氢氧燃料电池中具有很高的电催化活性。所制备的Pt/C催化剂具有粒径小、分散性好且粒度分布均匀的特点。按照本发明制备的Pt/C催化剂的透射电子显微效果图，平均粒径为2.3nm。
文档编号H01M4/92GK102029151SQ201010520668
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者张俊敏, 张昆华, 朱芳芳, 管伟明 申请人:贵研铂业股份有限公司