一种铂基合金催化剂及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种铂基合金催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将一定比例的pt/c载体、金属前驱体和去离子水进行机械研磨混合后，于(-200)-(-100)℃快速冷冻成型，得到固体的混合物；(2)将步骤(1)所得的固体混合物转移或原位冷冻干燥，得到固体粉末；(3)在还原气氛下对步骤(2)中的固体粉末进行快速升温烧结处理，之后快速降温至室温，得到最终的催化剂产物。2.根据权利要求1所述的铂基合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，pt/c载体中pt载量为5-60wt％，pt的粒径尺寸为2-6nm，pt/c载体中的c为碳纤维、碳纳米管、石墨烯、高石墨化碳、炭黑中的一种或两种以上。3.根据权利要求1所述的铂基合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，金属前驱体为包括pd、ir、ru、rh、au、fe、co、ni、cu、ce、mn、zn、cr中的一种或两种以上的盐类，金属组分与催化剂总质量比为(10-70)：100，金属组分与载体的质量比为(10-70)：(90-30)，载体与去离子水的比例为(0.5-20):100。4.根据权利要求1所述的铂基合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，研磨线速度为2-30m/s，进行机械研磨处理的时间为0.5h-24h。5.根据权利要求1至4任意一项所述的铂基合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，快速冷冻成型的时间为0.5-10min；步骤(1)种，冷冻成型的方式为将混合浆液滴入低温介质中、在低温介质中将浆液冷冻、在冷冻干燥设备中于低温介质中进行边混合边冷冻及干燥的方式中的一种。6.根据权利要求5所述的铂基合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述低温介质为液氮、液氩或液氧，所述冷冻干燥设备为旋转式动态冷冻干燥机或震动式动态冷冻干燥机。7.根据权利要求1所述的铂基合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将步骤(1)所得的固体混合物转移或原位在真空冷冻干燥设备中进行冷冻干燥，冷冻干燥方式为钟罩式冷冻干燥机内冷冻干燥、原位冷冻干燥机内冷冻干燥、旋转式动态冷冻干燥机内冷冻干燥、震动式动态冷冻干燥机内冷冻干燥中的一种；步骤(2)中，冷冻干燥温度为15-80℃，冷冻干燥时间为1-12h。8.根据权利要求1所述的铂基合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，还原性气氛为氢气、co、氢气体积含量在1-99.5％的混合气体、co体积含量在1-99.5％的混合气体的一种；步骤(3)中，在还原气氛下对步骤(2)中的固体粉末快速升温至烧结温度的时间为5-20min，烧结温度为300-1000℃，烧结时间为0.5-12h，快速降温至室温的时间为5-30min。9.一种铂基合金催化剂，其特征在于，采用如权利要求1至8任意一项所述的制备方法制备。10.如权利要求1至8所述的制备方法制备的铂基合金催化剂在燃料电池中的应用。

技术总结
本发明公开了一种铂基合金催化剂及其制备方法和应用，其中铂基合金催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将一定比例的Pt/C载体、金属前驱体和去离子水进行机械研磨混合后，于(-200)-(-100)℃快速冷冻成型，得到固体的混合物；(2)将步骤(1)所得的固体混合物转移或原位冷冻干燥，得到固体粉末；(3)在还原气氛下对步骤(2)中的固体粉末进行快速升温烧结处理，之后快速降温至室温，得到最终的催化剂产物。本发明所述的铂基合金催化剂的制备方法，具有简单、操作方便和易于工业化生产等特点，并可在一定程度上减少工序，缩短工艺时间，且获得的催化剂材料具有优于商业催化剂的活性，可应用于燃料电池中的催化反应。用于燃料电池中的催化反应。用于燃料电池中的催化反应。


技术研发人员：贾茵 赵维 吴田田 柴茂荣
受保护的技术使用者：国家电投集团氢能科技发展有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/4/26