氢能专利库

本发明公开了一种以金属阴离子作为活性物质的燃料电池用催化剂的制备方及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：(1)将阴离子盐溶于水中，然后加入阴离子树脂进行吸附，再分离、干燥；(2)然后加入碱性条件下水解的含硅化合物，再加入碱液进行水解；(3)将步骤(2)所得物于惰性气体中进行热处理，再对热处理后的物料进行后处理，然后洗涤、干燥，即得。本发明用阴离子树脂对金属进行吸附，在提升金属负载量的同时，能够增加金属的负载稳定性，同时，树脂热处理后形成的碳载体具有较高的孔隙率和较大的比表面积，不仅能够搭载更多的活性金属，而且可以增加反应物向催化层内部扩散的通道数量，减少催化剂用量，降低燃料电池生产成本。

本发明公开了一种以贵金属为催化活性成分的燃料电池催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：(1)将贵金属前驱体溶解在水中，形成贵金属前驱体溶液；(2)将贵金属前驱体溶液和载体前驱体混合吸附，然后离心，干燥；(3)将步骤(2)干燥所得物在还原气氛下，于700‑900℃高温热处理1‑5h，制得。本发明制得的催化剂分散性好，分布均匀，制备过程中无需再额外添加碳载体，制备过程简单，可适用于工业化生产。

本发明公开了一种非贵金属燃料电池催化剂及其制备方法和应用，催化剂的制备方法包括以下步骤：(1)将阴离子树脂溶于水中，形成阴离子树脂溶液；(2)向阴离子树脂溶液中加入非贵金属前驱体进行吸附反应，吸附完成后经离心烘干，得烘干物；(3)烘干物在保护气体气氛下，于700‑1000℃高温热处理1‑4h，然后经酸洗、干燥，制得。本发明在制备过程中不需要直接加入碳载体，而是在调控活性成分含量及分布的同时形成了多孔碳氮载体，其制备过程简单，成本低，且可规模化生产。

本发明公开了一种以阴离子树脂为载体前驱体的燃料电池催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括：制备金属前驱体溶液，向金属前驱体溶液中加入阴离子树脂进行吸附，将吸附物进行第一次碳化还原反应，将反应产物经二氧化硅包覆，再经过第二次碳化还原反应，最后经后处理去除保护层和杂质，使得催化剂更多的活性位点暴露出来，进而提高催化剂的催化性能。该制备过程可调控催化剂的粒径、活性成分的均匀分布及负载量，且操作简单，成本低，可批量化生产。

本发明公开了一种燃料电池用催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：(1)将Pt前驱体和可溶性金属前驱体共溶于水中，然后加入阴离子树脂进行吸附，再分离、干燥；(2)将干燥后的树脂分散于溶剂中，然后加入含硅化合物，再加入酸液或碱液进行水解；(3)将步骤(2)所得物于还原性气氛中进行热处理，再对热处理后的物料进行后处理，然后洗涤、干燥，即得。本发明用树脂对金属进行吸附，在提升金属负载量的同时，能够增加金属的负载稳定性，同时，所形成的碳载体具有较高的孔隙率和较大的比表面积，不仅能够搭载更多的活性金属，而且可以增加反应物向催化层内部扩散的通道数量，能减少催化剂用量，从而降低燃料电池生产成本。

本发明公开了一种经保护层处理的燃料电池催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：(1)制备金属前驱体溶液；(2)向金属前驱体溶液中加入阴离子树脂进行吸附，得吸附物；(3)将吸附物、镁盐和碱进行沉降反应；或将吸附物与熔融盐混匀，得混合物；(4)将步骤(3)所得物在还原气氛下，于400‑900℃热处理6‑8h，然后进行酸洗，过滤，洗涤，干燥，制得。在制备过程中加入镁盐或者熔融盐辅助，可在负载有金属的树脂外面形成保护层，在碳化还原过程中，能够抑制内部物质烧结长大，使其形成较小粒径，在酸洗后，能够促进活性位点的暴露，从而提高催化剂的催化效果，此外，本发明制备过程简单，成本低，可批量化生产。