400度，炉冷至室温，真空封装保存；
[0063]2)配制氯铂酸乙醇溶液，对铁铬铝氧化铝涂层采用过量浸渍法进行贵金属铂负载，氯铂酸与乙醇的配比为lmg/lml ;铁铬铝氧化铝涂层经过12小时的浸泡，12小时110度干燥，以及450度焙烧1.5h，此后再重复一次上述的贵金属铂负载过程。随后采用350度氢气还原，贵金属铂负载过程完成，还原完成的Pt-Al2O3铁铬铝板真空封装保存待用；
[0064]3)对Pt-Al2O3铁铬铝板进行疏水处理，三乙氧基-1H，1H, 2H, 2H-十三氟-N-辛基硅烷(FAS)作为改性剂，将Pt-Al2O3铁铬铝板置于FAS乙醇溶液浸泡24小时，洗涤之后在100度温度条件下干燥6小时，此过程重3次，改性过程完成；FAS与无水乙醇的体积比为
1:120ο
[0065]所述得到的疏水型Pt-Al2O3涂层的物性为:贵金属铂负载量为2.8wt% (铂是铂和Al2O3总重量的2.8% )，涂层接触角分别129° (3WM-Pt-Al 203)。
[0066]实施例3:—种具有经疏水改性Pt-Al2O3催化剂涂层的通道板的涂层涂覆方法:
[0067]I)将氧化铝纳米粉料及浓硝酸溶液、去离子水经过称量(氧化铝粉料:浓硝酸:去离子水Ig:1.2ml:4.2ml)，一并放置玻璃容器中，在室温下搅拌2小时直至形成均匀胶体，然后陈化3小时；取胶体，均匀的涂覆在有微槽道的铁铬铝板上，室温下陈化2小时，之后再将铁铬铝板放置在干燥箱干燥过夜，温度为110度；固化的催化剂涂层最后在马弗炉中煅烧2.2小时，温度为450度，炉冷至室温，真空封装保存；
[0068]2)配制氯铂酸乙醇溶液，对铁铬铝氧化铝涂层采用过量浸渍法进行贵金属铂负载，氯铂酸与乙醇的配比为1.25mg/l.25ml ;铁铬铝氧化铝涂层经过12小时的浸泡，12小时110度干燥，以及400度焙烧2h，此后再重复一次上述的贵金属铂负载过程。随后采用350度氢气还原，贵金属铂负载过程完成，还原完成的Pt-Al2O3铁铬铝板真空封装保存待用；
[0069]3)对Pt-Al2O3铁铬铝板进行疏水处理，三乙氧基-1H，1H, 2H, 2H-十三氟-N-辛基硅烷(FAS)作为改性剂，将Pt-Al2O3铁铬铝板置于FAS乙醇溶液浸泡30小时，洗涤之后在100度温度条件下干燥6小时，此过程重5次，改性过程完成；FAS与无水乙醇的体积比为
1:100ο
[0070]所述得到的疏水型Pt-Al2O3涂层的物性为:贵金属铂负载量为2.8wt% (铂是铂和Al2O3总重量的2.8% )，涂层接触角分别150° (5WM-Pt-Al 203)。
[0071]实施例4:一种具有经疏水改性Pt-Al2O3催化剂涂层的通道板的涂层涂覆方法:
[0072]I)将氧化铝纳米粉料及浓硝酸溶液、去离子水经过称量(氧化铝粉料:浓硝酸:去离子水1.2g:1.5ml:5ml)，一并放置玻璃容器中，在室温下搅拌2小时直至形成均匀胶体，然后陈化2小时；取胶体，均匀的涂覆在有微槽道的铁铬铝板上，室温下陈化2小时，之后再将铁铬铝板放置在干燥箱干燥过夜，温度为110度；固化的催化剂涂层最后在马弗炉中煅烧2.2小时，温度为500度，炉冷至室温，真空封装保存；
[0073]2)配制氯铂酸乙醇溶液，对铁铬铝氧化铝涂层采用过量浸渍法进行贵金属铂负载，氯铂酸与乙醇的配比为0.75mg/0.75ml ;铁铬铝氧化铝涂层经过12小时的浸泡，12小时110度干燥，以及400度焙烧2h，此后再重复一次上述的贵金属铂负载过程。随后采用350度氢气还原，贵金属铂负载过程完成，还原完成的Pt-Al2O3铁铬铝板真空封装保存待用；
[0074]3)对Pt-Al2O3铁铬铝板进行疏水处理，三乙氧基-1H，1H, 2H, 2H-十三氟-N-辛基硅烷(FAS)作为改性剂，将Pt-Al2O3铁铬铝板置于FAS乙醇溶液浸泡12小时，洗涤之后在100度温度条件下干燥6小时，此过程重I次，改性过程完成；FAS与无水乙醇的体积比为1:150ο
[0075]所述得到的疏水型Pt-Al2O3涂层的物性为:贵金属铂负载量为2.7wt% (铂是铂和Al2O3总重量的2.7% )，涂层接触角分别65。(IWM-Pt-Al 203)。
[0076]当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变形都将落在本发明权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种燃料电池尾气催化处理的装置，其特征在于:所述装置包括气体混合器(3)，所述气体混合器(3)的入口分别与燃料电池阳极端的氢气出口管道和燃料电池阴极端的空气出口管道连接，所述气体混合器(3)的出口与微型板式反应器(6)连接，所述微型板式反应器￠)内部设置具有经疏水改性的Pt-Al2O3催化剂涂层的通道板(66)，在所述微型板式反应器(6)的周围设置对反应器进行精确的控温加热系统(7)和热电偶(8)，所述氢气和空气通过气体混合器(3)混合后，进入微型板式反应器￠)中催化处理，排入大气。
2.根据权利要求1所述燃料电池尾气催化处理的装置，其特征在于，在所述气体混合器(3)和燃料电池阳极端的氢气出口之间的管道上设置第一气体质量流量计(1)，在所述气体混合器(3)和燃料电池阴极端的空气出口之间的管道上设置第二气体质量流量计(Il)0
3.根据权利要求1所述燃料电池尾气催化处理的装置，其特征在于，在所述气体混合器(3)与微型板式反应器(6)之间设置并联的两条管道，在所述两条管道上均设置有球阀，在其中的一条管道上的球阀后面设置有气体加湿器(5)，用于使混合气体在潮湿和干燥条件下切换。
4.根据权利要求1所述燃料电池尾气催化处理的装置，其特征在于，在所述微型板式反应器(6)后面依次连接用于干燥反应尾气的干燥器(9)和用于对气体含量进行测量的气相色谱仪(10)。
5.根据权利要求1所述燃料电池尾气催化处理的装置，其特征在于，所述通道板(66)为带有槽道的铁铬铝板。
6.根据权利要求1所述燃料电池尾气催化处理的装置，其特征在于，所述的微型板式反应器(6)设置有上盖板￠1)和下盖板(62)，在所述上盖板￠1)上设置有混合气体的入口 ￠3)和出口(64)，在所述上盖板￠1)和下盖板￠2)之间设置具有经疏水改性的Pt-Al2O3催化剂涂层的通道板(66)，在通道板￠6)周围设置用于使混合气体不泄露的封闭槽(65)，所述上盖板￠1)和下盖板￠2)通过螺栓固定。
7.根据权利要求1所述燃料电池尾气催化处理的装置，其特征在于，所述经疏水改性的Pt-Al2O3催化剂通过将负载Pt的氧化铝涂覆在铁铬铝板上，经疏水处理而制得；所述金属铂的负载量为2.5-3wt%，以铂和Al2O3总质量计。
8.根据权利要求1所述燃料电池尾气催化处理的装置，其特征在于，所述具有经疏水改性的Pt-Al2O3催化剂涂层的通道板￠6)通过以下步骤而涂覆制得: 1)将氧化铝纳米粉料及浓硝酸溶液、去离子水混合，所述氧化铝粉料:浓硝酸:去离子水=0.5-1.5g:0.5-1.5ml:3-5ml，搅拌形成胶体，涂覆在具有槽道的铁铬铝板上，干燥，于400-500°C煅烧1.5-2.5h，冷至室温，得到氧化铝涂层，真空封装保存； 2)将氯铂酸与乙醇按配比为0.5-1.5mg/0.5-1.5ml，配制成氯铂酸乙醇溶液；将步骤(I)所述得到的氧化铝涂层浸泡，干燥，于400-500°C煅烧1.5-2.5h，再重复上述过程后，用氢气还原，得到Pt-Al2O3铁铬铝板保存待用； 3)对步骤(2)所得Pt-Al2O3铁铬铝板疏水处理，将所述Pt-Al203铁铬铝板置于三乙氧基-1H，1H, 2H, 2H-十三氟-N-辛基硅烷乙醇溶液中浸泡12_36h，洗涤，干燥，此过程重复1-5次，得到具有经疏水改性的Pt-Al2O3催化剂涂层的通道板。
9.一种燃料电池尾气催化处理的方法，其特征在于，所述方法应用权利要求1-7所述的催化处理的装置，包括如下步骤: 燃料电池阳极端的氢气和燃料电池阴极端的空气，分别经过气体质量流量计控制的氢气和空气的量，使两种气体混合后，进入气体混合器，然后进入微型板式反应器，在疏水改性的Pt-Al2O3催化剂的作用下，进行催化处理后，经气体分析仪来测试排放氢气浓度后，符合标准排入大气。
【专利摘要】本发明属于燃料电池尾气处理领域，涉及一种用于氢氧燃料电池尾气催化处理的装置和方法。本发明提供的燃料电池尾气催化处理的装置，包括气体混合器，所述气体混合器的入口分别与燃料电池阳极端的氢气出口管道和燃料电池阴极端的空气出口管道连接，气体混合器的出口与微型板式反应器连接，微型板式反应器内部设置具有经疏水改性的Pt-Al2O3催化剂涂层的通道板，在所述微型板式反应器的周围设置对反应器进行精确的控温加热系统和热电偶。采用了涂有疏水Pt-Al2O3涂层的铁铬铝板，对氢燃料电池的尾气进行催化处理，主要利用微型板式反应器的狭缝阻火效应及疏水催化剂的疏水特性，实现在潮湿氛围下简单高效的处理氢燃料电池尾气。
【IPC分类】H01M8-04, H01M8-06
【公开号】CN104733758
【申请号】CN201510136906
【发明人】于新海, 于伟, 唐佳丽, 涂善东, 卢付杰
【申请人】华东理工大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月26日