技術領域

本發明涉及鉑銅催化劑生產領域，具體涉及一種高活性鉑銅催化劑的制備方法。

背景技術

鉑碳催化劑是將貴金屬鉑負載在活性炭上制備得到的一種電化學催化劑。鉑碳催化劑主要用于燃料電池的氫氣氧化、甲醇氧化、甲酸氧化以及氧氣的還原。

鉑碳催化劑的優劣主要由催化劑活性、穩定性和成本來評價。影響催化劑活性的因素有很多，如載體的性能(比表面積、孔結構、表面化學性質等)、催化劑中活性金屬的含量和顆粒大小、活性金屬在載體上的宏觀和微觀分布等。為了降低成本，減少貴金屬鉑的用量，引入非貴金屬制備雙金屬或多金屬催化劑是一種有效途徑。本發明主要是一種成本低、適合規模化制備的化學還原方法，制備出鉑銅雙金屬催化劑，所制備的催化劑鉑顆粒較小且分布均勻。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了高活性鉑銅催化劑的制備方法，主要是一種成本低、反應時間短、適合規模化制備的化學還原方法，所制備的催化劑鉑顆粒較小且分布均勻。

本發明的技術方案：

高活性鉑銅催化劑的制備方法，具體步驟如下：分別稱取硝酸鉑153 mg、43mg無水氯化銅，加入50 mL 蒸餾水溶解，將其置于超聲剪切機中剪切分散30min，備用。再分別稱取碳黑1.0 g、水合肼20 ml加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至70℃，低速攪拌10 h，再升溫至90℃，反應1h，經過濾、洗滌、干燥后得到高活性鉑銅催化劑。所述的高活性鉑銅催化劑中的Pt銅顆粒為4nm，以此催化劑制備的膜電極。

高活性鉑銅催化劑的制備方法，其步驟如下：分別稱取硝酸鉑230mg、64.5mg無水氯化銅，加入100 mL 蒸餾水溶解，將其置于超聲剪切機中剪切分散30min，備用。再分別稱取碳黑1.0 g、水合肼50 ml加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至70℃，低速攪拌10 h，再升溫至90℃，反應1h，經過濾、洗滌、干燥后得到高活性鉑銅催化劑，高活性鉑銅催化劑是15%鉑銅催化劑。

高活性鉑銅催化劑的制備方法，其步驟如下：分別稱取硝酸鉑765 mg、215mg無水氯化銅，加入300 mL 蒸餾水溶解，將其置于超聲剪切機中剪切分散50min，備用。再分別稱取碳黑1.0 g、水合肼100 ml加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至70℃，低速攪拌15 h，再升溫至95℃，反應2h，經過濾、洗滌、干燥后得到高活性鉑銅催化劑，高活性鉑銅催化劑是50%鉑銅催化劑。

所述的碳黑是碳黑XC-72。

鉑銅催化劑中鉑的質量含量可以從0-99%，但是鉑的含量越高越不好做。我們能做到低載量的（10-40%），也能做高載量的（50-70%）。

本發明的優點是成本低、反應時間短、適合規模化制備的化學還原方法，所制備的催化劑鉑顆粒較小且分布均勻。

附圖說明

圖1是催化劑的TEM圖。

圖2是膜電極極化曲線示意圖。

具體實施方式

實施例1

高活性鉑銅催化劑的制備方法，分別稱取硝酸鉑153 mg、43mg無水氯化銅，加入50 mL 蒸餾水溶解，將其置于超聲剪切機中剪切分散30min，備用。再分別稱取碳黑（XC-72）1.0 g、水合肼20 ml加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至70℃，低速攪拌10 h，再升溫至90℃，反應1h，經過濾、洗滌、干燥后得到高活性鉑銅催化劑。所得催化劑如圖1，Pt銅顆粒為4nm左右，以此催化劑制備的膜電極性能如圖2。電池溫度：55℃，空氣：常壓、2000ml/min、30%濕度，H₂：背壓0.04MPa 不加濕。

實施例2

15 %鉑銅催化劑的制備方法，其步驟如下：

分別稱取硝酸鉑230mg、64.5mg無水氯化銅，加入100 mL 蒸餾水溶解，將其置于超聲剪切機中剪切分散30min，備用。再分別稱取碳黑（XC-72）1.0 g、水合肼50 ml加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至70℃，低速攪拌10 h，再升溫至90℃，反應1h，經過濾、洗滌、干燥后得到高活性鉑銅催化劑。

實施例3

50%鉑銅催化劑的制備方法，其步驟如下：

分別稱取硝酸鉑765 mg、215mg無水氯化銅，加入300 mL 蒸餾水溶解，將其置于超聲剪切機中剪切分散50min，備用。再分別稱取碳黑（XC-72）1.0 g、水合肼100 ml加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至70℃，低速攪拌15 h，再升溫至95℃，反應2h，經過濾、洗滌、干燥后得到高活性鉑銅催化劑。