本发明专利技术公开一种PtAgNi‑C燃料电池催化剂的制备方法，包括导电炭黑粉末超声分散、加入氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液、加入碱溶液，控制溶液pH在10以上，继续超声分散处理、水热反应釜中反应，反应结束后得到反应产物、水和乙醇分别对步骤(3)中所得反应产物分别离心洗涤，加入硝酸，进行刻蚀；采用热水进行离心洗涤，经烘干后得到PtAgNi‑C燃料电池催化剂。采用本发明专利技术公开的制备方法制备得到的PtAgNi‑C燃料电池催化剂其性能远高于目前Pt/C类催化剂，且制备方法简单，能够工业化加工生产。
【技术实现步骤摘要】
一种PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法
本专利技术涉及燃料电池催化剂制备领域，尤其涉及的是一种PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法。
技术介绍
近年来，随着国家各项新能源政策出台，传统的燃油汽车排放标准一升再升，为响应国家政策，涌现出大量的新能源汽车，新能源汽车的出现在一定程度上降低了温室气体的排放，然而目前市场上绝大多数新能源汽车均为锂电池汽车，而锂离子电池续航和充电时间长一直是制约其市场规模的主要原因，即使是像特斯拉那样的超充，每次充电也要一个小时以上。燃料电池尤其氢氧燃料电池可真正实现无碳排放，加气速度也可同传统的燃油相媲美，这两点使得其最近几年来成为新能源汽车的新宠，然而，其高成本一直是制约其快速发展的主要因素，就燃料电池模组而言，其催化剂成本占据接近40％。因此，降低燃料电池催化剂成本使得燃料电池快速发展成为一种可能。目前汽车商业化的催化剂为铂碳催化剂，然而其成本和制备工艺一直限制着其推广，目前降低其成本的策略主要有两种，一种是无铂催化剂，即通过碳载其他金属或金属氧化物来代替铂碳催化剂，尽管在一定程度上降低了其成本，但是其催化性能尤其是其稳定性远不如含Pt催化剂长久，这点使得其在发电效率上大打折扣；另一种为低铂，也是目前公认可进一步降低铂含量同时在一定程度上保障其催化性能的有效方法。目前关于低铂策略催化剂制备专利较多，如中国专利号为CN103706375A，公开“一种PtFe/C催化剂的制备方法”，该专利公开的技术方案中，通过铁盐溶于水，加热至40-60℃加入稀释氨水，调节pH不大于3，冷却至室温；然后加入Pt/C，搅拌1-3h，然后与40-60℃加热板上蒸干；然后在氢氩混合气氛中加热至700-1000℃，冷却至室温去处，酸液下处理12-36h，过滤，惰性氛围80℃下处理8-16h，即得到PtFe/C催化剂。在上述的制备过程中，氢氩混合气及惰性氛围处理以及酸处理过程耗时较长，过程多步骤过于繁琐，催化剂量产前景较差。中国专利号为CN103586A，公开“一种PtAg/C催化剂及其制备方法”，其制备涉及至少四步i.先通过银的前驱体溶液和碳浆混合，加入还原剂反应后热处理得到Ag/C；ii.再通过原位化学还原均相沉淀法，将铂前驱体和NaHSO3作用，并用H2O2氧化，先得到PtO2胶体；iii.最后再将胶体与Ag/C混合，加入还原剂搅拌混合；iv.过滤洗涤干燥即得到催化剂。显然，上述专利公开的制备工艺相对较为复杂繁琐，涉及到还原和氧化，经济性较差。在上述的基础上，专利(CN104707625A)提供一种Pt-Ag-Co/C催化剂制备方法，其方法与上述类似，主要预先制备得到Ag-Co/C催化剂，然后在制备PtO2，最后二者混合加入还原剂进行还原反应得到Pt-Ag-Co/C催化剂，显然上述方法步骤均过于繁琐，产业化前景较差。针对上述的不足之处，本专利技术旨在提供一种制备高活性PtAgNi/C催化剂的制备方法，其简单的制备工艺，易于工业放大生产，如图1。同时对所制备过程及催化剂后处理进行了一定的活性测试，其电化学性能如图2。所制备的催化剂可被应用于含ORR、HER、CO2RR等反应领域。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种制备工艺简单，易于工业放大生产的燃料电池催化剂制备方法，具体是，提供了一种PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)称取导电炭黑粉末，采用乙二醇作为分散液，进行超声分散，分散过程中，往体系中依次加入氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液，控制氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液中氯铂酸、硝酸银以及氯化镍的摩尔比为0.1-2：1：0-1.9；加入完毕，往溶液体系中加入氨水，超声分散处理；(2)超声分散处理完毕往步骤(1)中的溶液体系中加入碱溶液，控制溶液pH在10以上，继续超声分散处理；(3)将步骤(2)中超声处理后的溶液转移到水热反应釜中，置于烘箱中恒温反应，反应结束后得到反应产物；(4)采用水和乙醇分别对步骤(3)中所得反应产物分别离心洗涤一次，得到沉淀物，向沉淀物中加入硝酸，进行刻蚀；(5)将步骤(4)中刻蚀后的产品采用热水进行离心洗涤，经烘干后得到PtAgNi-C燃料电池催化剂。优选地，所述步骤(1)中称取20mg的导电炭黑粉末；所述氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液的摩尔浓度均为0.02M；所述乙二醇的添加量为20mL；所述氨水的浓度为25％，氨水的添加量为6mL。优选地，所述导电炭黑粉末为过40目筛网的粉料。优选地，所述碱溶液为NaOH溶液或者KOH溶液中的一种；所述碱溶液的浓度为1M。优选地，所述步骤(2)中超声分散处理的时间为10min。优选地，将步骤(3)中将超声处理后的溶液转移到100mL的水热反应釜中，置于烘箱中恒温反应30min，控制烘箱的温度为210℃；优选地，所述步骤(4)中加入10mL浓度1-2M的硝酸，刻蚀时间为10-30min。优选地，所述步骤(1)中控制氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液中氯铂酸、硝酸银以及氯化镍的摩尔比为1：1：1；所述步骤(4)中加入10mL浓度1-2M的硝酸，刻蚀时间为30min。优选地，所述步骤(5)中采用60℃的热水进行离心洗涤三次。优选地，所述步骤(6)中烧结的温度为300℃，烧结时间为1h。优选地，所述制备方法还包括将步骤(5)中的PtAgNi-C燃料电池催化剂半成品进行烧结，烧结后既得PtAgNi-C燃料电池催化剂；所述烧结的温度为300℃，烧结时间为1h。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术公开一种PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法，通过本专利技术公开的制备方法成功制备得到一种具有较佳电催化性能的燃料电池催化剂，具有如下优点：1、PtAgNi-C燃料电池催化剂可与60％的商业Pt/C相媲美，其电催化活性面积高达158m2/g，远高于商业Pt/C催化剂(电催化活性面积78m2/g)以及上述同类型专利所得催化剂，性能远高于目前Pt/C类催化剂；2、制备方法简单、能够工业化扩大生产；3、本专利技术公开的催化剂可被应用于含ORR、HER、CO2RR等反应领域。附图说明图1是本专利技术实施例7中的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例7中PtAgNi/C催化剂极化曲线图；图3是本专利技术实施例7中PtAgNi/C催化剂与现有Pt/C电催化活性面积比对结果图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1一种PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)称取20mg过40目本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)称取导电炭黑粉末，采用乙二醇作为分散液，进行超声分散，分散过程中，往体系中依次加入氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液，控制氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液中氯铂酸、硝酸银以及氯化镍的摩尔比为0.1-2：1：0-1.9；/n加入完毕，往溶液体系中加入氨水，超声分散处理；/n(2)超声分散处理完毕往步骤(1)中的溶液体系中加入碱溶液，控制溶液pH在10以上，继续超声分散处理；/n(3)将步骤(2)中超声处理后的溶液转移到水热反应釜中，置于烘箱中恒温反应，反应结束后得到反应产物；/n(4)采用水和乙醇分别对步骤(3)中所得反应产物分别离心洗涤一次，得到沉淀物，向沉淀物中加入硝酸，进行刻蚀；/n(5)将步骤(4)中刻蚀后的产品采用热水进行离心洗涤，经烘干后得到PtAgNi-C燃料电池催化剂。/n
【技术特征摘要】
1.一种PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取导电炭黑粉末，采用乙二醇作为分散液，进行超声分散，分散过程中，往体系中依次加入氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液，控制氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液中氯铂酸、硝酸银以及氯化镍的摩尔比为0.1-2：1：0-1.9；
加入完毕，往溶液体系中加入氨水，超声分散处理；
(2)超声分散处理完毕往步骤(1)中的溶液体系中加入碱溶液，控制溶液pH在10以上，继续超声分散处理；
(3)将步骤(2)中超声处理后的溶液转移到水热反应釜中，置于烘箱中恒温反应，反应结束后得到反应产物；
(4)采用水和乙醇分别对步骤(3)中所得反应产物分别离心洗涤一次，得到沉淀物，向沉淀物中加入硝酸，进行刻蚀；
(5)将步骤(4)中刻蚀后的产品采用热水进行离心洗涤，经烘干后得到PtAgNi-C燃料电池催化剂。
2.根据权利要求1所述的PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中称取20mg的导电炭黑粉末；
所述氯铂酸、硝酸银以及氯化镍溶液的摩尔浓度均为0.02M；
所述乙二醇的添加量为20mL；
所述氨水的浓度为25％，氨水的添加量为6mL。
3.根据权利要求2所述的PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述导电炭黑粉末为过40目筛网的粉料。
4.根据权利要求2所述的PtAgNi-C燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志，许友，赵羽，
申请(专利权)人：安徽元琛环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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