质子交换膜燃料电池催化剂及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种催化剂，其特征在于，包括载体和活性成分；所述载体包括蒲公英状氮化钛，所述活性成分包括铂或铂合金；所述蒲公英状氮化钛的制备包括：蒲公英状二氧化钛与氨气发生氮化反应，制备得到所述蒲公英状氮化钛。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述氮化反应包括：氨气氛围下，蒲公英状二氧化钛于780℃～1000℃反应2小时～4小时。3.根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于，所述氮化反应包括：氨气氛围下，蒲公英状二氧化钛于850℃～950℃反应2.5小时～3.5小时。4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述蒲公英状二氧化钛的制备包括以下步骤：四氯化钛与水混合后作为溶液a；甲苯和钛酸四丁酯混合后作为溶液b；冰浴条件下，将所述溶液a加入到所述溶液b中，混合，于120℃～170℃反应15小时～25小时，纯化。5.根据权利要求4所述的催化剂，其特征在于，所述溶液a中四氯化钛的浓度为40wt％～60wt％；所述溶液a和溶液b的体积比为4：(20～50)；所述甲苯和钛酸四丁酯的体积比为(20～40):4；和/或，所述混合包括：持续搅拌0.3～1.5小时；和/或，所述钛酸四丁酯为钛酸四正丁酯或钛酸异丙酯。6.根据权利要求1～5任一项所述的催化剂，其特征在于，所述活性成分采用脉冲电沉积的方式沉积在所述载体的表面。7.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于，所述脉冲电沉积的电流为
‑
1ma～
‑
3ma，断开时间为0.05s～0.5s，连接时间为0.005s～0.05s。8.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于，所述活性成分采用脉冲电沉积的方式沉积在所述载体的表面包括以下步骤：将所述蒲公英状氮化钛分散于nafion醇溶液中，再将所得浆液置于玻碳电极表面，得到带有载体的玻碳电极；将所述带有载体的玻碳电极置于hclo4溶液中脉冲扫描，再置于沉积液中，沉积铂；所述沉积液包括以下组分：氯铂酸、水、聚乙烯吡咯烷酮、硫酸钠和硫酸。9.一种质子交换膜燃料电池，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的催化剂；或者权利要求1～8任一项所述的催化剂在制备质子交换膜燃料电池中的应用。10.权利要求1～8任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取蒲公英状二氧化钛，将蒲公英状二氧化钛与氨气发生氮化反应，制备得到所述蒲公英状氮化钛，在所述蒲公英状氮化钛上负载所述活性成分。

技术总结
本发明涉及一种质子交换膜燃料电池催化剂及其制备方法。该催化剂包括载体和活性成分；所述载体包括蒲公英状氮化钛，所述活性成分包括铂或铂合金；所述蒲公英状氮化钛的制备包括：蒲公英状二氧化钛与氨气发生氮化反应，制备得到所述蒲公英状氮化钛。本发明的质子交换膜燃料电池催化剂具有优异的催化性能和稳定性能。定性能。


技术研发人员：郑育英 袁泽宇 党岱 张智杰 方岩雄 刘全兵
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2021/10/26