【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池催化剂，具体涉及一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂及其制备和应用。
技术介绍
1、燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接高效转换成电能的装置，又称电化学发电器，它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。其中质子交换膜燃料电池工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便、环境友好等优点受到了广泛关注。电极是燃料电池的核心部件，使电化学反应发生的场所。为了实现燃料电池的商业化应用，目前亟需解决的问题之一就是在保证活性的前提下降低电极中贵金属铂的用量，从而降低成本。
技术实现思路
1、针对目前燃料电池的商业化应用中在保证活性的前提下降低电极中贵金属铂用量的问题，本专利技术提供了一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂及其制备和应用。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
3、一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1，将氯亚铂酸钾（k2ptcl4）与硫酸（h2so4）混合得到氯铂酸溶液；
5、步骤2，将铜、碳混合得到铜碳混合物；
6、步骤3，铜碳混合物与氯铂酸溶液均匀混合，边加热边搅拌，进行pt的单原子层置换，得到铂单原子层催化剂。
7、进一步，所述步骤1中氯亚铂酸钾（k2ptcl4）与硫酸（h2so4）的用量关系为1 : 10。
8、进一步，所述步骤2中铜、碳的用量关系为1：9 ~ 8：2
9、进一步，所
10、进一步，所述步骤3中边加热边搅拌具体是：加热温度为30℃~60℃，搅拌转速为300 rpm~500 rpm，或超声时间大于3 h。
11、一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂。
12、进一步，所述催化剂中铂负载在铜表面形成晶格条纹。
13、一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂在膜电极体系中的应用。
14、进一步，将催化剂的悬浮液使用悬滴的方法转移到电极表面；或将催化剂的悬浮液均匀的喷涂到离子交换膜或气体扩散层表面。
15、原理为：将铜、碳直接与氯铂酸溶液混合，利用cu和pt的金属活动性顺序不同，经过置换反应，铜将铂从其前驱体中置换出来，从而在铜的表面获得铂的单原子层覆盖，同时实现金属催化剂在碳材料的负载。该过程反应迅速，反应条件简单，用时短，一步完成。
16、与现有技术相比本专利技术具有以下优点：
17、本专利技术方法具有环境友好、方便快捷、反应条件简单、易操作等优点。构建的基于纳米铜碳复合材料铂单原子层催化剂可以应用于燃料电池以及其他电池与电化学反应器。
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1.一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中氯亚铂酸钾与硫酸的用量关系为1 : 10。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中铜、碳的用量关系为1：9 ~ 8：2。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：所述铜碳混合物与所述氯铂酸溶液的用量关系为1：10 ~ 10：1。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中边加热边搅拌具体是：加热温度为30℃~60℃，搅拌转速为300 rpm~500 rpm，或超声时间大于3 h。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的制备方法制得的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂，其特征在于：所述催化剂中铂负载在铜表面形成晶格条纹。<...
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中氯亚铂酸钾与硫酸的用量关系为1 : 10。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中铜、碳的用量关系为1：9 ~ 8：2。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：所述铜碳混合物与所述氯铂酸溶液的用量关系为1：10 ~ 10：1。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池阴极致密铂单原子层催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中边加热边搅拌...
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