【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂制备，具体为一种铂碳催化剂的制备方法及催化剂。
技术介绍
1、铂碳催化剂，作为一种以碳材料为载体，铂纳米颗粒分散在其表面的催化剂材料，是贵金属碳材料催化剂最常见的之一，具有较高的活性比表面积，因此常被用于航天，医药产品的研发等。膜电极(mea)作为质子交换膜燃料电池(pemfc)的核心组件，制备膜电极所需的铂碳催化剂其铂载量通常高于20％。并且，铂碳催化剂的活性对燃料电池工作效率起到关键作用。
2、铂碳催化剂的尺寸，铂纳米颗粒在碳材料分散均匀程度，催化剂内部杂离子的多少都会显著影响其电化学活性，并且，由于铂颗粒和碳材料之间的作用力较弱，在燃料电池长时间高温高湿的工况下可能导致铂脱落或团聚，影响其长期稳定性。公开号为cn116344852a，名称为一种碳负载纳米铂粒电催化剂及其制备方法的专利技术专利申请中，公开了将含铂的前驱体化合物、辅助铂前驱体可控水解的化合物溶解于水中，之后加入碳载体超声，混合浆料升温保温一段时间后冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥、研磨，在还原性气体氛围中热处理，得到碳负载纳米铂粒电催化剂，该方法的目的之一也是为了提高其长期运行稳定性，虽然该方法相对较为简单，且其实施例1制备的催化剂在10000圈的加速耐久性测试之后，电化学活性面积衰减了23％，相对于英国jm公司的铂碳催化剂有了大幅提高，但是该效果仍不够理想；因此，本专利技术致力于找到一种简单的合成方法，同时进一步提高铂碳催化剂长期稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种铂碳催化剂的制备方法，包括以下内容：将聚丙烯酰胺固体置于纯水中，均匀分散使其完全溶解得到聚丙烯酰胺水溶液；将铂盐置于纯水中制备铂盐水溶液；将聚丙烯酰胺水溶液温度升高，加入铂盐水溶液，均质分散；将分散后的混合溶液置于冷阱固化后，置于低温干燥机中冷冻干燥；将干燥后的样品置于管式炉中煅烧碳化，通过碳将铂离子还原，得到所需铂碳催化剂。
3、优选的，聚丙烯酰胺分子量为400万～1200万，种类为阴离子型、阳离子型、非离子型中的一种或多种，聚丙烯酰胺水溶液浓度为10.5～28.5g/l。
4、优选的，铂盐为氯铂酸、氯铂酸钠、氯铂酸铵、氯铂酸氢钾中的一种或多种，铂盐溶液的浓度为0.08～0.21mol/l。
5、优选的，冷阱温度为-40℃～-20℃，处理时间为3～6h，冷冻干燥的条件为-60℃～-30℃，处理时间为20～30h。
6、优选的，煅烧碳化为惰性气体氛围，温度范围为300℃～450℃，处理时间为4～8h。
7、一种铂碳催化剂，采用上述制备方法制成。
8、优选的，上述催化剂的铂与碳载体结合紧密，铂在碳载体上分布均匀，铂尺寸均匀、不易发生团聚。
9、优选的，上述催化剂经过30000圈adt老化测试后，ecsa损失率小于12％。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
11、1、该铂碳催化剂的制备方法，采用聚丙烯酰胺与铂盐均匀分散，将溶液冻干煅烧，无需采用传统碳材料，且步骤简单易操作、易控制，易于批量化生产。
12、2、该铂碳催化剂的制备方法及催化剂，通过使用水溶性聚合物作为载体，利用其水溶性使其与铂盐完全溶解于水中，有效提升了铂离子与载体材料分布的均匀性，同时聚合物内酰胺基团的羰基和碳原子均具有孤对电子，可与铂离子相互作用形成配合物，利用酰胺基团与铂离子的配位，使得在冻干和煅烧处理后得到的产品中，铂与碳材料之间具有更强的相互作用力，煅烧后铂与载体之间结合紧密，相较于使用传统方法，本专利技术中获得的铂碳催化剂，铂在碳材料表面有着更均匀的分布和更强的作用力，因此有着更高的电化学性能和更优秀的长期稳定性。
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1.一种铂碳催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下内容：将聚丙烯酰胺固体置于纯水中，均匀分散使其完全溶解得到聚丙烯酰胺水溶液；将铂盐置于纯水中制备铂盐水溶液；将聚丙烯酰胺水溶液温度升高，加入铂盐水溶液，均质分散；将分散后的混合溶液置于冷阱固化后，置于低温干燥机中冷冻干燥；将干燥后的样品置于管式炉中煅烧碳化，通过碳将铂离子还原，得到所需铂碳催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述聚丙烯酰胺分子量为400万～1200万，种类为阴离子型、阳离子型、非离子型中的一种或多种，聚丙烯酰胺水溶液浓度为10.5～28.5g/L。
3.根据权利要求1所述的一种铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述铂盐为氯铂酸、氯铂酸钠、氯铂酸铵、氯铂酸氢钾中的一种或多种，铂盐溶液的浓度为0.08～0.21mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述冷阱温度为-40℃～-20℃，处理时间为3～6h，冷冻干燥的条件为-60℃～-30℃，处理时间为20～30h。
5.根据权利要求1所述的一种铂碳催化剂
6.一种铂碳催化剂，其特征在于：采用权利要求1至5任意一项所述的制备方法制成。
7.根据权利要求6所述的一种铂碳催化剂，其特征在于：所述催化剂的铂与碳载体结合紧密，铂在碳载体上分布均匀，铂尺寸均匀。
8.根据权利要求6所述的一种铂碳催化剂，其特征在于：所述催化剂经过30000圈ADT老化测试后，ECSA损失率小于12％。
...【技术特征摘要】
1.一种铂碳催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下内容：将聚丙烯酰胺固体置于纯水中，均匀分散使其完全溶解得到聚丙烯酰胺水溶液；将铂盐置于纯水中制备铂盐水溶液；将聚丙烯酰胺水溶液温度升高，加入铂盐水溶液，均质分散；将分散后的混合溶液置于冷阱固化后，置于低温干燥机中冷冻干燥；将干燥后的样品置于管式炉中煅烧碳化，通过碳将铂离子还原，得到所需铂碳催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述聚丙烯酰胺分子量为400万～1200万，种类为阴离子型、阳离子型、非离子型中的一种或多种，聚丙烯酰胺水溶液浓度为10.5～28.5g/l。
3.根据权利要求1所述的一种铂碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述铂盐为氯铂酸、氯铂酸钠、氯铂酸铵、氯铂酸氢钾中的一种或多种，铂盐溶液的浓度为0.0...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱兆宇，邓翔，黄超，龚志威，王凡，裴晓东，
申请(专利权)人：中钢天源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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