专利名称：经质子导体修饰并以导电聚合物为载体的催化剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种催化剂及其制备方法，其特点是催化剂的载体为导电聚合物。本
发明主要可作为质子交换膜燃料电池催化剂使用，也可以应用于其他工业催化领域。
背景技术：
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell简称PEMFC)直接把 储存在燃料和氧化剂内的化学能转化为电能，没有环境污染，不受卡诺循环限制，能量转换 效率远高于热机。因此，在分布式电站、电动车和便携式电源等方面具有广泛的应用前景。 PEMFC的核心是由气体扩散层、催化剂层、质子交换膜组成的膜电极。其中，催化剂层中被普 遍使用的催化剂是碳载铂基催化剂。 催化剂载体材料与催化剂铂等活性物质一样对催化剂性能的发挥具有不可忽视 的重要作用。它不仅在结构组成与传质方面扮演着为活性物质提供巨大的比表面积和构建 电子通道的角色，还能够以不可忽视的载体效应对主催化剂的性能产生明显的辅助催化作 用。目前，燃料电池中的催化剂载体多为碳黑，如Cabot公司生产的Vulcan XC72。但制备 的Pt/C中Pt的利用率并不高，通常低于20%。这是因为大量的铂或铂合金颗粒沉积在多 孔碳黑的微孔中，不能与质子导体接触，因此不利于形成更多三相反应区。此外，碳黑的电 化学稳定性较差，而燃料电池内部的电化学环境比较恶劣，使碳黑容易发生电化学腐蚀，促 进了铂或铂合金颗粒的流失或团聚。而且碳黑的机械强度也不高。这些都限制了Pt基催 化剂在燃料电池中的应用。 导电聚合物有优良的导电性能，常见的导电聚合物有聚吡咯(PPy)、聚苯胺 (PAn)、聚噻吩(PTh)等。如导电高分子聚苯胺(PAn)具有长链共轭结构，并且质子能在聚 苯胺分子长链上可逆掺杂，使得聚苯胺同时具有电子和质子双重导电的性能。此外，聚苯胺 在酸性条件下还具有优异的抗氧化性能。目前国内外已有导电聚合物应用于燃料电池的报 道。如武汉理工大学木士春等人用导电聚苯胺作粘结剂修饰一维纳米碳，然后再在其表面 负载Pt等金属催化剂颗粒，制备燃料电池催化剂(ZL200510018287. 1)。
在质子交换膜燃料电池的酸性工作条件下，导质子聚合物通常具有比较好的导质 子能力，如果用以修饰催化剂，可以较好地构建质子通道，有利于形成更多燃料电池电化学 反应所需的三相反应界面。为此，本申请发明人采用导电子聚合物作为燃料电池催化剂载 体构建催化剂(层)的电子通道，同时，对纳米催化剂金属颗粒加以导质子聚合物修饰，获 得的催化剂具有导电和导质子的双重功能。 与背景技术相比，本发明具有以下优点1)载体具备优异的抗腐蚀性能；2)导电 聚合物作为粘结剂可提高催化剂金属颗粒与载体导质子聚合物间的结合力，使得催化剂的 耐久性得到提高；4)导质子聚合物本身就是质子导体，合成的催化剂亦具有导质子功能。
发明内容
本发明目的旨在提供一种具有导电和导质子的双重功能的催化剂及该种催化剂 的制备方法。 为实现上述目的，本发明的技术方案是采用导电聚合物作为载体负载导质子聚 合物修饰金属颗粒，并与碳系材料混合，合成催化剂。合成的催化剂可作为燃料电池催化剂 使用。其中导电聚合物具有良好的稳定性、优异的导电性能，修饰金属催化剂颗粒的导质子 聚合物，可以构建质子通道，而添加碳系材料有利于优化水或气体通道并构建电子通道。
本发明的技术方案中，所述的导质子聚合物为全氟磺酸树脂、磺化聚砜类树脂、磺 化聚苯硫醚树脂(SPPS)、磺化聚苯并咪唑、磺化聚酰亚胺树脂(SPIs)、磺化聚苯乙烯树脂 (SPS)或者磺化聚醚醚酮树脂(SPEEK)。 本发明的技术方案中，所述的导电聚合物是聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。 本发明的技术方案中，所述的金属为金属合金或金属单质，合金为MxNy或
MxNy0z，其中x、 y、 z为催化剂中各金属质量比，其数值分别为0 100中的自然数，且x+y
=100或x+y+z = 100， M、 N、 0分别为Pt、 Ru、 Pd、 Rh、 Ir、 0s、 Fe、 Cr、 Ni、 Co、 Mn、 Cu、 Ti、 Sn、
V、Ga、W或Mo金属元素，M、N、0互不相同，金属单质为Pt、Ru、Pd、Rh、 Ir或0s。 本发明的技术方案中，所述的碳系材料为导电碳黑或者石墨超细粉。 本发明的催化剂的制备方法是先制备导质子聚合物修饰所述的金属催化剂颗
粒，然后将其负载到导电聚合物上，最后与碳系材料混合，具体的制备步骤如下 步骤1 :将1 10wt^导质子聚合物溶液加入醇水混合物中，再加入催化剂中的金
属前驱体盐溶液，在N2、 He或Ar保护下充分搅拌，在反应过程中保持溶液的ffl = 8 13，
在90 10(TC加热回流20 50min，制备出导质子聚合物修饰的金属纳米胶体，金属与导
质子聚合物的质量比为1000 1 : 10 ; 步骤2 :将导电聚合物单体加入到步骤1所制得的胶体溶液中，加入质子酸溶液， 调节PH < 3。剧烈搅拌并滴加适量导电聚合物单体的聚合引发剂，保持温度在0 l(TC的 条件下，反应6 12h，使导电聚合物单体聚合，添加碳系材料，经混合、过滤、干燥制得以导 电聚合物为载体导质子聚合物修饰金属催化剂微粒的催化剂，导电聚合物单体与碳系材料 的质量比为1 : 0. 05 0. 40 ; 其中，所述的醇水溶液中醇与水的质量比为O. 5 100 : 1，醇为甲醇、乙醇、丙醇、 乙二醇或异丙醇；所述的导电聚合物是聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩；所述的导质子聚合物为 全氟磺酸树脂、磺化聚砜类树脂、磺化聚苯硫醚树脂、磺化聚苯并咪唑、磺化聚酰亚胺树脂、 磺化聚苯乙烯树脂或者磺化聚醚醚酮树脂；所述的聚合引发剂由氧化剂和质子酸组成或单 独由氧化剂构成，其中氧化剂为过硫酸胺、过硫酸钾、过硫酸钠、三氯化铁、重铬酸钾、重铬 酸钠、重铬酸胺或双氧水，质子酸包括无机酸和有机酸两类，无机酸为盐酸、硝酸、硫酸或高 氯酸，有机酸为苯磺酸、十二烷基苯磺酸或全氟磺酸树脂；所述的碳系材料为导电碳黑或者 石墨超细粉。 与现有的碳载铂催化剂相比，本发明催化剂是一种多功能的燃料电池催化剂，具 有以下的优点 1.导电聚合物如聚苯胺在酸性环境下很稳定，导电性能好，作为催化剂抗氧化能 力强，可以提高催化剂的使用寿命。
2.导质子聚合物修饰催化剂的金属纳米粒子平均粒径《5nm，能较好地分散于聚 合物表面，并与导电聚合物载体形成较好的结合力。 3.导质子聚合物本身就是质子导体，合成的催化剂亦具有导质子功能。
图1为以聚苯胺负载Naf ion修饰Pt催化剂的透射电镜图(TEM)。铂粒径《5nm， 平均粒径为2. 9nm，且分散均匀。
具体实施例方式
下面通过实施例详述本发明。下述制备催化剂的实施例在上述制备催化剂的原料 及工艺条件范围内。步骤1 :将1 10wt^导质子聚合物溶液加入醇水混合物中，再加入催 化剂中的金属前驱体盐溶液，在N2、 He或Ar保护下充分搅拌，在反应过程中保持溶液的ffl =8 13，在90 10(TC加热回流20 50min，制备出导质子聚合物修饰的金属纳米胶体， 金属与导质子聚合物的质量比为1000 1 : 10; 步骤2 :将导电聚合物单体加入到步骤1所制得的胶体溶液中，加入质子酸溶液， 调节ra < 3。剧烈搅拌并滴加适量导电聚合物单体的聚合引发剂，保持温度在0 l(TC的 条件下，反应6 12h，使导电聚合物单体聚合，经过滤、干燥制得以导电聚合物为载体导质
子聚合物修饰金属催化剂微粒的催化剂。
实施例1 取5ml Nafion(5wt% )溶液加入到200ml乙醇和水的混合溶液，无水乙醇和水的 质量比2 : 1，搅拌5 10min后，加入5g/L的H2PtCl660ml继续搅拌，用NaOH调节ra二 10，在NJ呆护下充分搅拌保持80 10(TC加热回流，溶液由浅黄色逐渐变黑，并最终变成深 黑色，制得Nafion修饰Pt胶体；冷却后，将90wt^苯胺溶液lg加入到Pt胶体中，继续搅 拌2 3小时；加入过硫酸铵lg及浓度为lmol/L的盐酸溶液20ml，在Ot:下搅拌8小时， 之后加入0. 05g导电碳黑(XC-72R，美国Cabot公司生产)，经混合、过滤、醇洗，制得经质子 导体Nafion修饰并以导电聚苯胺为载体的催化剂。其中Pt粒径《5nm，平均粒径2. 9nm，
且分散性较好(见附图1)。
实施例2 取8ml磺化聚苯硫醚(10wt% )溶液加入到150ml异丙醇和水的混合溶液，异丙醇 和水的质量比3 : 1，搅拌20min后，加入4g/L的H2PtCl660ml， 4g/L的RuCl360ml，继续搅 拌，用NaOH调节PH = ll，在N2保护下充分搅拌保持90 IO(TC加热回流，制得磺化聚苯硫 醚修饰的PtRu胶体；冷却后，将90wt^苯胺溶液1. 3g加入到PtRu胶体中，继续搅拌3小时； 加入重铬酸钾2g及浓度为lmol/L的盐酸溶液20ml，在5t:下搅拌7小时，之后加入0. 13g导 电碳黑(BP-2000，美国Cabot公司生产)，经混合、过滤、醇洗，制得经质子导体磺化聚苯硫醚 修饰并以导电聚苯胺为载体的催化剂。其中PtRu平均粒径4. 3nm，且分散性较好。
实施例3 取4. 5ml磺化聚苯并咪唑(6wt% )溶液加入到250ml甲醇和水的混合溶液，甲醇 和水的质量比100 : l，搅拌5 10min后，加入5g/L的H2PtCl680ml ， 5g/L的SnCl350ml继 续搅拌，用NaOH调节ra = 10，在N2保护下充分搅拌保持80 IO(TC加热回流，制得磺化聚苯并咪唑修饰的PtSn胶体；冷却后，将95wt^吡咯溶液lg加入到PtSn胶体中，继续搅拌
2 3小时；加入过硫酸钠0. 5g及浓度为2mol/L的高氯酸25ml，在l(TC下搅拌6小时，之
后加入0. 20g导电碳黑(XC-72R，美国Cabot公司生产)，经混合、过滤、醇洗，制得经质子导
体磺化聚苯并咪唑修饰并以导电聚吡咯为载体的催化剂。其中PtSn平均粒径4. lnm，且分
散性较好。 实施例4 取10ml Nafion(4Wt% )溶液加入到250ml异丙醇和水的混合溶液，异丙醇和水 的质量比3 : 2，搅拌5 10min后，加入5g/L的H2PtCl660ml， 5g/L的RuCl330ml， 5g/L的 IrCl330ml继续搅拌，用K0H调节ffl = 12，在N2保护下充分搅拌保持80 IO(TC加热回流， 制得Nafion修饰的PtRuIr胶体；冷却后，将95wt^吡咯溶液1. 5g加入到PtRuIr胶体中， 继续搅拌2 3小时；加入重铬酸钾1. 5g及浓度为2mol/L的十二烷基苯磺酸10ml，在0°C 下搅拌7小时，之后加入0. 15g导电碳黑(BP-2000，美国Cabot公司生产)，经混合、过滤、 醇洗，制得经质子导体Nafion修饰并以导电聚吡咯为载体的催化剂。其中PtRuIr平均粒 径4. 8nm，且分散性较好。
实施例5 取5. 5ml磺化聚醚醚酮(7wt% )溶液加入到200ml乙醇和水的混合溶液，乙醇和 水的质量比1 : l，搅拌10 15min后，加入4g/L的H2PtCl6150ml，4g/L的Co(N03)280ml 继续搅拌，用K0H调节ra二 10，在^保护下充分搅拌保持80 10(TC加热回流，制得磺化 聚醚醚酮修饰的PtCo胶体；冷却后，将90wt^苯胺溶液1. 7g加入到PtCo胶体中，继续搅 拌2 3小时；加入过硫酸钾1. 9g及浓度为2mol/L的硝酸25ml，在5t:下搅拌7小时，之 后加入0. 25g导电碳黑(XC-72R，美国Cabot公司生产)，经混合、过滤、醇洗，制得经质子导 体磺化聚醚醚酮修饰并以导电聚苯胺为载体的催化剂。其中PtCo平均粒径4. 5nm，且分散 性较好。 实施例6 取8ml Nafion(3Wt% )溶液加入到200ml异丙醇和水的混合溶液，异丙醇和水 的质量比4 : l，搅拌5 10min后，加入5g/L的H2PtCl680ml， 5g/L的CoCl250ml， 5g/L的 Na2W0430ml，继续搅拌，用Na0H调节Kl = 12，在N2保护下充分搅拌保持90 10(TC加热回 流，制得Nafion修饰的PtCoW胶体；冷却后，将90wt^噻吩溶液1. 5g加入到PtCoW胶体中， 继续搅拌2 3小时；加入三氯化铁2. 5g，在l(TC下搅拌9小时，之后加入0. 40g石墨超细 粉(国产，平均粒径约100纳米)，经混合、过滤、醇洗，制得经质子导体Nafion修饰并以导 电聚噻吩为载体的催化剂。其中PtCoW平均粒径4. 6nm，且分散性较好。
实施例7 取5ml磺化聚砜(9wt% )溶液加入到300ml乙醇和水的混合溶液，无水乙醇和水 的质量比2 : l，搅拌10min后，加入4g/L的H2PtCl680ml，4g/L的IrCl350ml继续搅拌，用 Na0H调节ra二 10，在N2保护下充分搅拌保持80 10(TC加热回流，制得磺化聚砜修饰的 Ptlr胶体；冷却后，将90wt^苯胺溶液0. 8g加入到Ptlr胶体中，继续搅拌2 3小时；加 入重铬酸胺2g及浓度为2mol/L的盐酸30ml，在6"C下搅拌8小时，之后加入0. 32g石墨超 细粉(国产，平均粒径约100纳米)，经混合、过滤、醇洗，制得经质子导体磺化聚砜修饰并以 导电聚苯胺为载体的催化剂。其中Ptlr平均粒径4. lnm，且分散性较好。
实施例8 取10ml磺化聚醚醚酮(5wt% )溶液加入到250ml甲醇和水的混合溶液，甲醇和 水的质量比90 : 1，搅拌15min后，加入5g/L的PdCl2150ml，4g/L的MnCL290ml，4g/L的 Co (N03) 260ml，继续搅拌，用NaOH调节ffl = 9，在N2保护下充分搅拌保持80 IO(TC加热回 流，制得磺化聚醚醚酮修饰的PdMnCo胶体；冷却后，将90wt^吡咯溶液1. 5g加入到PdCoMn 胶体中，继续搅拌2 3小时；加入重铬酸钠2g及浓度为2mol/L的硫酸15ml，在5t:下搅拌 10小时，之后加入0. 4g石墨超细粉(国产，平均粒径约100纳米)，经混合、经过滤、醇洗， 制得经质子导体磺化聚醚醚酮修饰并以导电聚吡咯为载体的燃料电池催化剂。其中PdCoMn 平均粒径4. 9nm，且分散性较好。
实施例9 取12ml磺化聚苯乙烯(8wt% )溶液加入到350ml乙二醇和水的混合溶液，乙二醇 和水的质量比5 : 4，搅拌5 10min后，加入4g/L的H2PtCl675ml， 4g/L的PdCl240ml， 4g/ LIrCl340ml，继续搅拌，用Na0H调节ffl = 10，在N2保护下充分搅拌保持80 10(TC加热回 流，制得磺化聚苯乙烯修饰的PtPdIr胶体；冷却后，将95wt^噻吩溶液3. 4g加入到PtPdIr 胶体中，继续搅拌3小时；加入三氯化铁8. 5g，在(TC下搅拌9小时，之后加入0. 35g导电碳 黑(XC-72R，美国Cabot公司生产)，经混合、经过滤、醇洗，制得经质子导体磺化聚苯乙烯修 饰并以导电聚噻吩为载体的催化剂。其中PtPdlr平均粒径4.8nm，且分散性较好。
实施例10 取15ml磺化聚苯硫醚(7wt% )溶液加入到300m甲醇和水的混合溶液，甲醇和水 的质量比120 : l，搅拌5 10min后，加入4g/L的PdCl280ml，4g/L的FeCl350ml继续搅 拌，用Na0H调节ra = 8，在N2保护下充分搅拌保持80 10(TC加热回流，制得磺化聚苯硫 醚修饰的PdFe胶体；冷却后，将95wt %噻吩溶液2g加入到PdFe胶体中，继续搅拌2 3小 时；加入三氯化铁6g，在5t:下搅拌10小时，之后加入0. 25g导电碳黑(XC-72R，美国Cabot 公司生产)，经混合、过滤、醇洗，制得经质子导体磺化聚苯硫醚修饰并以导电聚噻吩为载体 的催化剂。其中PdFe平均粒径3. 9nm，且分散性较好。
实施例11 取8ml磺化聚砜(9wt% )溶液加入到150ml异丙醇和水的混合溶液，异丙醇和水 的质量比5 : 2，搅拌5 10min后，加入4g/L的H2PtCl665ml，4g/L的PdCl240ml继续搅 拌，用Na0H调节pH = 10，在N2保护下充分搅拌保持10(TC加热回流，制得磺化聚砜修饰的 PtPd胶体；冷却后，将95wt^吡咯溶液2. 9g加入到PtPd胶体中，继续搅拌2 3小时；加 入重铬酸钾2. 6g及浓度为2mol/L的盐酸20ml，在l(TC下搅拌12小时，之后加入0. 45g导 电碳黑(BP2000，美国Cabot公司生产)，经混合、经过滤、醇洗，制得经质子导体磺化聚砜修 饰并以导电聚吡咯为载体的催化剂。其中PtPd粒径《5nm，平均粒径3. 7nm，且分散性较好。
实施例12 取10ml磺化聚酰亚胺(6wt% )溶液加入到200ml乙二醇和水的混合溶液，乙二醇 和水的质量比3 : 2，搅拌5 10min后，加入5g/L的PdCl270ml， 4g/L的CoCl250ml继续搅 拌，用Na0H调节PH = 11，在N2保护下充分搅拌保持80 10(TC加热回流，制得磺化聚酰亚 胺修饰的PdCo胶体；冷却后，将95wt^苯胺溶液1. 6g加入到PdCo胶体中，继续搅拌2 3 小时；加入双氧水3g及浓度为2. 5mol/L的盐酸30ml，在5。C下搅拌9小时，之后加入0. 5g导电碳黑(XC-72R，美国Cabot公司生产)，经混合、过滤、醇洗，制得经质子导体磺化聚酰亚 胺修饰并以导电聚苯胺为载体的催化剂。其中PdCo平均粒径4. 2nm，且分散性较好。
实施例13 取6ml磺化聚苯硫醚(8wt% )溶液加入到250ml乙醇和水的混合溶液，乙醇和水 的质量比2 : 1，搅拌5 lOmin后，加入4g/L的PdCl250ml，4g/L的RuCl340ml，4g/L的 SnCl330ml，继续搅拌，用NaOH调节ffl = 10，在N2保护下充分搅拌保持80 IO(TC加热回 流，制得磺化聚苯硫醚修饰的PdRuSn胶体；冷却后，将95wt^苯胺溶液2. 5g加入到PdRuSn 胶体中，继续搅拌2 3小时；加入重铬酸胺2g及浓度为1. 5mol/L的硝酸30ml，在Ot:下 搅拌10小时，之后加入0. 35g导电碳黑(BP2000，美国Cabot公司生产)，经混合、过滤、醇 洗，制得经质子导体磺化聚苯硫醚修饰并以导电聚苯胺为载体的催化剂。其中PdRuSn平均 粒径4. 8nm，且分散性较好。
实施例14 取15ml磺化聚苯并咪唑(4wt% )溶液加入到300ml异丙醇和水的混合溶液，异丙 醇和水的质量比5 : 3，搅拌5 lOmin后，加入4g/L的H2PtCl680ml ， 4g/L的PdCl250ml ， 4g/ L的Na2Mo0425ml继续搅拌，用NaOH调节ffl = 11，在N2保护下充分搅拌保持80 IO(TC加 热回流，制得磺化聚苯并咪唑修饰的PtPdMo胶体；冷却后，将90wt^吡咯溶液3. 5g加入到 PtPdMo胶体中，继续搅拌2 3小时；加入重铬酸钾4g及浓度为2mol/L的苯磺酸40ml，在 5"下搅拌8小时，之后加入0. 50g导电碳黑(BP2000，美国Cabot公司生产)，经混合、过滤、 醇洗，制得经质子导体磺化聚苯并咪唑修饰并以导电聚吡咯为载体的催化剂。其中PtPdMo 平均粒径4. 7nm，且分散性较好。
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权利要求
一种催化剂，其特征在于，载体为导电聚合物，催化剂中的金属颗粒被导质子聚合物所修饰，并添加有碳系材料。
2. 根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的导电聚合物是聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。
3. 根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的导质子聚合物为全氟磺酸树脂、磺化聚砜类树脂、磺化聚苯硫醚树脂、磺化聚苯并咪唑、磺化聚酰亚胺树脂、磺化聚苯乙烯树脂或者磺化聚醚醚酮树脂。
4. 根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的金属为金属合金或金属单质，合金为MxNy或MxNyOz，其中x、y、z为催化剂中各金属质量比，其数值分别为0 100中的自然数，且x+y = 100或x+y+z = 100， M、 N、 0分另U为Pt、 Ru、 Pd、 Rh、 Ir、 0s、Fe、 Cr、Ni、 Co、Mn、 Cu、 Ti、 Sn、 V、 Ga、 W或Mo金属元素，M、 N、 0互不相同，金属单质为Pt、 Ru、 Pd、 Rh、 Ir或Os。
5. 根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的碳系材料为导电碳黑或者石墨超细粉。
6. 权利要求1所述的催化剂的制备方法，其其特征在于，制备过程依次为步骤1 :将1 10wt^导质子聚合物溶液加入醇水混合物中，再加入催化剂中的金属前驱体盐溶液，在N2、 He或Ar保护下充分搅拌，在反应过程中保持溶液的ffl = 8 13，在90 IO(TC加热回流20 50min，制备出导质子聚合物修饰的金属纳米胶体溶液，金属与导质子聚合物的质量比为1000 1 : 10;步骤2 :将导电聚合物单体加入到步骤1所制得的胶体溶液中，加入质子酸溶液，调节Kl<3。剧烈搅拌并滴加导电聚合物单体的聚合引发剂，保持温度在0 1(TC的条件下，反应6 12h，使导电聚合物单体聚合，之后添加碳系材料，经混合、过滤、干燥制得以导电聚合物为载体导质子聚合物修饰金属催化剂微粒的催化剂，导电聚合物单体与碳系材料的质量比为1 : 0. 05 0. 40 ;其中，所述的醇水溶液中醇与水的质量比为o.5 ioo : 1，醇为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇或异丙醇；所述的导电聚合物是聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩；所述的导质子聚合物为全氟磺酸树脂、磺化聚砜类树脂、磺化聚苯硫醚树脂、磺化聚苯并咪唑、磺化聚酰亚胺树脂、磺化聚苯乙烯树脂或者磺化聚醚醚酮树脂；所述的聚合引发剂由氧化剂和质子酸组成或单独由氧化剂构成，其中氧化剂为过硫酸胺、过硫酸钾、过硫酸钠、重铬酸钾、重铬酸钠、三氯化铁、重铬酸胺或双氧水，质子酸包括无机酸和有机酸两类，无机酸为盐酸、硝酸、硫酸或高氯酸，有机酸为苯磺酸、十二烷基苯磺酸或全氟磺酸树脂；所述的碳系材料为导电碳黑或者石墨超细粉。
全文摘要
一种经质子导体修饰并以导电聚合物为载体的催化剂及制备方法。其制法是先将导质子聚合物溶液加入醇水混合液中，再加入催化剂中的金属前驱体盐溶液，制导质子聚合物修饰的金属纳米胶体；将导电聚合物单体加到所制得的胶体中，加入质子酸溶液至pH＜3，加导电聚合物单体的聚合引发剂使单体聚合，之后加入碳系材料，混合、过滤、干燥制得催化剂。与现有的Pt/C催化剂相比的优点本催化剂具有导电和导质子双重功能。其中导电聚合物有良好的稳定性和导电性能，作为粘结剂可提高催化剂金属颗粒与载体导质子聚合物间的结合力；修饰金属催化剂颗粒的导质子聚合物，可构建质子通道，碳系材料可优化水、气体通道并构建电子通道；催化剂抗氧化能力强，寿命提高。
文档编号H01M4/90GK101722049SQ200910272919
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者何大平, 曾潮, 木士春, 潘牧 申请人:武汉理工大学