本发明属于催化剂
技术领域：
，具体涉及一种燃料电池ptrh-c合金催化剂及其生产方法和应用。
背景技术：
：随着全球经济的发展，人类对能源的需求与日俱增。化石能源是人类目前主要的能源来源，而大量化石能源的使用，造成了能源短缺问题及一系列的环境问题。因此，开发清洁能源刻不容缓。近年来，质子交换膜染料电池受到各国科学家们的广泛关注。它是一种可以直接将化学能转化为电能的发电装置，具有功率密度大、能量转化效率高、绿色环保、结构简单等优点。其常用的阴极氧还原催化剂为碳裁铂，其中，金属铂的催化活性相对较高，但是碳载铂的稳定性有待提高，因此，限制了质子交换膜燃料电池的发展。经对现有相关材料的检索发现，涉及催化剂结构及金属参杂能显著提高催化剂的稳定性和催化性能。虽然，现有技术公开了ptrh纳米线的合成技术，但是，却为见以其生产高稳定性的ptrh-c合金催化剂的技术方案。另外，目前燃料电池铂碳催化剂依赖国外进口，基本被国外垄断。燃料电池催化剂进口价格高、到货周期长。资源有限，无法长久满足燃料电池发展的需要。技术实现要素：为解决现有技术的不足，本发明提供了一种燃料电池ptrh-c合金催化剂及其生产方法和应用。本发明所提供的技术方案如下：一种燃料电池ptrh-c合金催化剂的生产方法，包括以下步骤：1)合成pt-rh纳米线；2)将步骤1)得到的pt-rh纳米线与炭黑共同溶解于溶剂中，得到混合溶液，再将所述混合溶液依次经过常温搅拌反应和离心分离，得到初级反应产物；3)向步骤2)得到的所述初步反应产物中加入冰醋酸，并进行搅拌分散，得到中间反应产物；4)将步骤3)得到的中间反应产物进行加热保温，降温后，得到待纯化产物；5)将步骤4)得到的待纯化产物进行纯化，得到燃料电池ptrh-c合金催化剂。基于上述技术方案，可以得到高负载量的燃料电池ptrh-c合金催化剂。并且，催化剂的性能稳定。以上，常温为0～25℃。具体的，pt-rh纳米线与炭黑的重量比为1～1.1：4。进一步的，步骤2)中，用正己烷为溶剂溶解纳米线和炭黑，pt-rh纳米线与正己烷的重量比为1～1.1：1～2。进一步的，步骤3)中，冰醋酸与初步反应产物重量之比为2～3:1。基于上述技术方案，可以增加ptrh-c合金催化剂中pt和rh的负载量。进一步的，采用冰醋酸，可以改变催化剂的结构，改善其性能，冰醋酸的质量分数为50wt％～70wt％。进一步的，步骤4)中，加热保温的条件为保温时间1.5～2.5小时，保温温度为60～80℃。基于上述技术方案，可以提升催化剂的催化性能的稳定性。进一步的，：步骤5)中，纯化步骤为将步骤4)得到的待纯化产物依次经过离心分离、洗涤和冷冻干燥。进一步的，采用乙醇进行洗涤。具体的，步骤1)包括以下步骤：依次将乙酰丙酮铂、乙酰丙酮铑和双十二烷基二甲基溴化铵加入油胺中搅拌加热并保温，得到混合溶液；向混合液中加入羰基钨，恒温进行反应，冷却至室温，再依次经过离心分离、洗涤和冷冻干燥，得到pt-rh纳米线。本发明还提供了根据本发明所提供的燃料电池ptrh-c合金催化剂的生产方法生产得到的ptrh-c合金催化剂。上述技术方案所提供的燃料电池ptrh-c合金催化剂。本发明还提供了本发明所提供的ptrh-c合金催化剂的应用，作为燃料电池催化剂。通过本发明所提供的料电池ptrh-c合金催化剂的生产方法，可以在催化剂的负载量和稳定性上，提升催化剂的性能。总体上，本发明所提供的燃料电池ptrh-c合金催化剂的生产方法可以得到高负载量的燃料电池ptrh-c合金催化剂。并且，催化剂的负载量高，催化剂性能稳定，延长了实用寿命。具体实施方式以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例1燃料电池ptrh-c合金催化剂的生产方法，包括以下步骤：1)依次将乙酰丙酮铂、乙酰丙酮铑和双十二烷基二甲基溴化铵加入油胺中搅拌加热并保温，得到混合溶液；向混合液中加入羰基钨，恒温进行反应，冷却至室温，再依次经过离心分离、洗涤和冷冻干燥，得到pt-rh纳米线；2)将步骤1)得到的pt-rh纳米线与炭黑ec300共同溶解于用正己烷中，得到混合溶液，再将所述混合溶液依次经过常温搅拌反应和离心分离，得到初级反应产物，pt-rh纳米线与炭黑的重量比为1：4，pt-rh纳米线与正己烷的重量比为1：6；3)向步骤2)得到的所述初步反应产物中加入冰醋酸，并进行搅拌分散，得到中间反应产物，冰醋酸与初步反应产物重量之比为3：1，冰醋酸的质量分数为50wt％；4)将步骤3)得到的中间反应产物进行加热保温，降温后，得到待纯化产物，加热保温的条件为保温时间2.5小时，保温温度为60℃；5)将步骤4)得到的待纯化产物纯化步骤为将步骤4)得到的待纯化产物依次经过离心分离、洗涤和冷冻干燥，其中采用乙醇进行洗涤，进行纯化，得到燃料电池ptrh-c合金催化剂，催化剂中ptrh的总负载量为20wt％。实施例21)依次将乙酰丙酮铂、乙酰丙酮铑和双十二烷基二甲基溴化铵加入油胺中搅拌加热并保温，得到混合溶液；向混合液中加入羰基钨，恒温进行反应，冷却至室温，再依次经过离心分离、洗涤和冷冻干燥，得到pt-rh纳米线；2)将步骤1)得到的pt-rh纳米线与炭黑ec300共同溶解于用正己烷中，得到混合溶液，再将所述混合溶液依次经过常温搅拌反应和离心分离，得到初级反应产物，pt-rh纳米线与炭黑的重量比为1.05：4，pt-rh纳米线与正己烷的重量比为1.1：5；3)向步骤2)得到的所述初步反应产物中加入冰醋酸，并进行搅拌分散，得到中间反应产物，冰醋酸与初步反应产物的量之比为2:1，冰醋酸的质量分数为70wt％；4)将步骤3)得到的中间反应产物进行加热保温，降温后，得到待纯化产物，加热保温的条件为保温时间1.5小时，保温温度为80℃；5)将步骤4)得到的待纯化产物纯化步骤为将步骤4)得到的待纯化产物依次经过离心分离、洗涤和冷冻干燥，其中采用乙醇进行洗涤，进行纯化，得到燃料电池ptrh-c合金催化剂，催化剂中ptrh的总负载量为20.5wt％。实施例31)依次将乙酰丙酮铂、乙酰丙酮铑和双十二烷基二甲基溴化铵加入油胺中搅拌加热并保温，得到混合溶液；向混合液中加入羰基钨，恒温进行反应，冷却至室温，再依次经过离心分离、洗涤和冷冻干燥，得到pt-rh纳米线；2)将步骤1)得到的pt-rh纳米线与炭黑ec300共同溶解于用正己烷中，得到混合溶液，再将所述混合溶液依次经过常温搅拌反应和离心分离，得到初级反应产物，pt-rh纳米线与炭黑的重量比为1.1：4，pt-rh纳米线与正己烷的重量比为1.1：5；3)向步骤2)得到的所述初步反应产物中加入冰醋酸，并进行搅拌分散，得到中间反应产物，冰醋酸与初步反应产物的量之比为2.5：1，冰醋酸的质量分数为60wt％；4)将步骤3)得到的中间反应产物进行加热保温，降温后，得到待纯化产物，加热保温的条件为保温时间2小时，保温温度为70℃；5)将步骤4)得到的待纯化产物纯化步骤为将步骤4)得到的待纯化产物依次经过离心分离、洗涤和冷冻干燥，其中采用乙醇进行洗涤，进行纯化，得到燃料电池ptrh-c合金催化剂，催化剂中ptrh的总负载量为21wt％。对比例1依次将乙酰丙酮铂、乙酰丙酮铑和双十二烷基二甲基溴化铵加入油胺中，超声处理得到混合溶液：向混合溶液中加人羰基钨，升温反应，冷却，离心，再将固体物料加入己烷中超声，分离，烘干，干燥，得到ptrh纳米线。将上述ptrh纳米线溶于己烷中，得到己烷溶液，再将己烷溶液注入到炭黑己烷溶液中，超声处理3h，接着15000转/min的转速离心分离6min，将固体物料加入乙醇中，超声洗涤1.5min，再以l5000转/min的转速离心分离6min，将固体物料加入乙醇中，超声洗涤1.5min，然后置于烘箱中，80℃干燥得到ptrh/c金属纳米催化剂，其中，pt的质量分数为20％。在电位为0.9v时，对实施例1、2、3和对比例1的催化剂质量活性进行扫描，扫描10000圈后，扫描结果如下：项目实施例1实施例2实施例3对比例1质量活性降低2.5％降低3.0％降低2.6％降低8％以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12