一种氢氧燃料电池阳极铱基催化剂的制备方法与流程

文档序号:20002485发布日期:2020-02-22 03:18阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种氢氧燃料电池阳极铱基催化剂的制备方法,其具体方法步骤包括

(1)碳载体的功能化

取500ml圆底烧瓶,称取8克市售vulcanxc-72碳粉,加入100~320毫升浓硝酸后,升温回流至沸腾开始计时,反应2~8h,冷却至室温,加水稀释,抽滤洗涤至ph接近7,烘干,球磨成粉末,即得到功能化vulcanxc-72碳粉;

其特征在于:

(2)铱前驱体吸附在功能化碳上

按功能化vulcanxc-72碳粉∶铱∶柠檬酸钠的质量比1∶0.05~2∶0.1~12分别称取步骤(1)所得功能化vulcanxc-72碳粉、铱前驱体和柠檬酸钠;先将功能化vulcanxc-72碳粉加入去离子水中,超声分散10~60分钟,形成均匀分散的功能化vulcanxc-72碳粉混合液,其中功能化vulcanxc-72碳粉的质量浓度为3~100毫克/毫升;然后依次加入铱前驱体、柠檬酸钠,搅拌2~24小时,接着,将所得液体转移到平铺的有机聚合物薄膜上,再在50~80℃下水浴蒸干、研磨成粉;

(3)碳载铱基催化剂的制备

将上述所得的粉末在还原性气体∶惰性气体的体积比为1∶1~1∶20,气体总流量为50~200毫升/分钟的混合气氛下200~800℃热处理1~3小时,在混合气氛下自然冷却。最后将批量制备出的上述粉末分散在50~500毫升去离子水中后,超声洗涤5~30分钟,再搅拌洗涤1~4小时,接着过滤洗涤3~10次、真空干燥得到碳载铱基催化剂。

2.按照权利要求1所述的一种氢氧燃料电池阳极铱基催化剂的制备方法,其特征在于所述铱前驱体为氯铱酸、氯铱酸钠、氯亚铱酸钠的其中之一。

3.按照权利要求1所述的一种氢氧燃料电池阳极铱基催化剂的制备方法,其特征在于制备方法的步骤(2)、(3),具体为:

(2)铱前驱体吸附在功能化碳上

按功能化vulcanxc-72碳粉∶铱∶柠檬酸钠的质量比1∶0.33∶2分别称取步骤(1)所得功能化vulcanxc-72碳粉、铱前驱体和柠檬酸钠;先将功能化vulcanxc-72碳粉(8克)加入去离子水中,超声分散30分钟,形成均匀分散的功能化vulcanxc-72碳粉混合液,其中功能化vulcanxc-72碳粉的质量浓度为100毫克/毫升;然后依次加入铱前驱体、柠檬酸钠,搅拌24小时,接着,将所得液体转移到平铺的有机聚合物薄膜上,再在72℃下水浴蒸干、研磨成粉。

(3)铱碳催化剂的制备

将上述所得的粉末在氢气∶氮气的体积比为1∶6,气体总流量为70毫升/分钟的混合气氛下500℃热处理2小时,在混合气氛下自然冷却。最后将批量制备出的上述粉末分散在150毫升去离子水中后,超声洗涤10分钟,再搅拌洗涤4小时,接着过滤洗涤4次、真空干燥得到铱碳催化剂。

4.按照权利要求1所述的一种氢氧燃料电池阳极铱基催化剂的制备方法,其特征在于制备方法的步骤(2)、(3),具体为:

(2)铱前驱体吸附在功能化碳上

按功能化vulcanxc-72碳粉∶铱∶柠檬酸钠的质量比1∶0.25∶1.5分别称取步骤(1)所得功能化vulcanxc-72碳粉、铱前驱体和柠檬酸钠;先将功能化vulcanxc-72碳粉(0.16克)加入去离子水中,超声分散30分钟,形成均匀分散的功能化vulcanxc-72碳粉混合液,其中功能化vulcanxc-72碳粉的质量浓度为4毫克/毫升;然后依次加入铱前驱体、柠檬酸钠,搅拌24小时,接着,将所得液体转移到平铺的有机聚合物薄膜上,再在72℃下水浴蒸干、研磨成粉。

(3)铱碳催化剂的制备

将上述所得的粉末在氢气∶氮气的体积比为1∶6,气体总流量为70毫升/分钟的混合气氛下500℃热处理2小时,在混合气氛下自然冷却。最后将批量制备出的上述粉末分散在150毫升去离子水中后,超声洗涤10分钟,再搅拌洗涤4小时,接着过滤洗涤4次、真空干燥得到铱碳催化剂。

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