一种应用于燃料电池的高效复合催化剂及制备方法与流程

文档序号:25593591发布日期:2021-06-22 17:11阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,其步骤包括:

制备第一金属有机框架材料;

制备第二金属有机框架材料;

采用回流吸附法将金属铂负载于所述第一金属有机框架材料的颗粒表面;

将负载有所述金属铂的所述第一金属有机框架材料与所述第二金属有机框架材料混合烧制,得到应用于燃料电池的高效复合催化剂;

其中,所述第一金属有机框架材料为zif-8,所述第二金属有机框架材料为nh2-mil-101(cr)。

2.根据权利要求1所述的应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,所述制备第一金属有机框架材料的具体步骤包括:

将六水合硫酸硝酸锌分散于乙醇溶液中,得到溶液a;

将2-甲基咪唑分散于甲醇溶液中,得到溶液b;

将所述溶液a、溶液b和表面活性剂搅拌反应,并冷却至室温,取所得沉淀依次进行离心、洗涤、干燥,得到所述第一金属有机框架材料。

3.根据权利要求2所述的应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,所述制备第一金属有机框架材料的过程中,所述六水合硫酸硝酸锌、2-甲基咪唑和表面活性剂的摩尔比为(6~8):(100~120):1;

所述表面活性剂为聚氧丙烯聚乙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯酰胺中的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求2所述的应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,所述制备第一金属有机框架材料的过程中,搅拌反应的时间为0.5~3h,反应温度为70~110℃;

离心转速为5000~8000rpm,离心时间为5~20min;

洗涤过程中,先后依次采用去离子水和甲醇各洗涤3~6次。

5.根据权利要求1所述的应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,所述制备第二金属有机框架材料的具体步骤包括:

将九水合硝酸铬、2-氨基对苯二甲酸混合均匀,并用氨水调节ph值至8~11,搅拌反应后冷却至室温,取所得沉淀依次进行洗涤、干燥,得到所述第二金属有机框架材料;

九水合硝酸铬和2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为(1~1.3):1,氨水浓度为0.1~1mol/l。

6.根据权利要求5所述的应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,所述制备第二金属有机框架材料的过程中,搅拌反应的时间为6~8h,反应温度为90~160℃;

洗涤过程中,先后依次采用去离子水和甲醇各洗涤3~6次。

7.根据权利要求1所述的应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,所述采用回流吸附法将金属铂负载于所述第一金属有机框架材料的颗粒表面的步骤具体包括:

将所述第一金属有机框架材料分散于乙二醇溶液中,得到溶液c;

将六水合氯铂酸分散于乙二醇溶液中,得到溶液d;

将溶液c、溶液d与氢氧化钠溶液混合搅拌,并依次进行油浴回流、洗涤、干燥,得到负载有金属铂的第一金属有机框架材料。

8.根据权利要求1所述的应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,所述第一金属有机框架材料、六水合氯铂酸与氢氧化钠的摩尔比为(3~3.4):1:(3~4);

所述油浴回流的温度为120~150℃,所述油浴回流的时间为1~2h;

洗涤过程中,先后依次采用去离子水和乙醇各洗涤3~6次。

9.根据权利要求1所述的应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法,其特征在于,所述将负载有所述金属铂的所述第一金属有机框架材料与所述第二金属有机框架材料混合烧制的步骤具体包括:

将负载有所述金属铂的所述第一金属有机框架材料与所述第二金属有机框架材料混合均匀,并置于惰性气体环境下,在250~300℃温度下烧制4~6h,得到所述应用于燃料电池的高效复合催化剂。

10.一种应用于燃料电池的高效复合催化剂,其特征在于,所述应用于燃料电池的高效复合催化剂由权利要求1~9中任一所述应用于燃料电池的高效复合催化剂制备方法制备得到。


技术总结
本发明公开了一种应用于燃料电池的高效复合催化剂及其制备方法,该方法步骤包括:制备第一金属有机框架材料;制备第二金属有机框架材料;采用回流吸附法将金属铂负载于第一金属有机框架材料的颗粒表面;将负载有金属铂的第一金属有机框架材料与第二金属有机框架材料混合烧制,得到应用于燃料电池的高效复合催化剂。本发明在第一金属有机框架材料表面负载金属铂后,再低温烧制附着第二金属框架,不仅能够提高对金属铂的锚定作用和整体的热稳定性,还能够利用第二金属有机框架材料对水的吸附作用,在进行催化反应时于表面吸附形成一定的水膜,能够有效阻隔金属铂与CO接触,进而显著提高铂催化剂的抗CO中毒性能。

技术研发人员:刘强;于凤书;孙婉露;唐迪;黄岳
受保护的技术使用者:武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司
技术研发日:2021.04.12
技术公布日:2021.06.22
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