一种固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置及方法与流程

技术特征：
1.一种固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置，其特征在于，包括依次通过管道和泵连接的前驱体溶液罐、溶液混合装置、混合溶液罐、料罐，所述溶液混合装置设有螺旋管道，所述料罐放置在固料混合装置内部。2.根据权利要求1所述的固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置，其特征在于，前驱体溶液从所述前驱体溶液罐中汇聚到所述溶液混合装置，进入所述螺旋管道，所述螺旋管道的长度至少1米。3.根据权利要求1所述的固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置，其特征在于，所述溶液混合装置内部装载水溶液，并设置超声发生器，对进入所述螺旋管道的前驱体溶液进行超声处理。4.根据权利要求1所述的固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置，其特征在于，所述固料混合装置内部装载水溶液，并设置超声发生器，对所述料罐内的材料进行超声处理，还可以设置加热器，对内部装置的水溶液进行加热，从而可加热所述料罐内的材料。5.根据权利要求1所述的固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置，其特征在于，所述固料混合装置上部设有盖板，所述盖板底部设滑轨，可以向两侧滑动，打开时可以将所述料罐放入所述固料混合装置，关闭时能卡住固定所述料罐。6.根据权利要求1所述的固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置，其特征在于，所述料罐上方为敞口，设有料罐上盖进行封盖，所述料罐上盖通过铰链锁扣与所述料罐连接。7.根据权利要求6所述的固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置，其特征在于，所述料罐上盖的上方为敞口，用于将搅拌装置的搅拌器伸入所述料罐中，对所述料罐中的材料进行搅拌混合。8.一种使用权利要求1
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7任一项所述的装置制备碳载铂纳米催化剂的方法，其特征在于，为以下两种方法中的其中一种；方法一包括以下步骤：第一步，将摩尔比为1:4
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1:9的氯铂酸前驱体溶液和氢氧化钠前驱体溶液分别加入到前驱体溶液罐，经过泵汇聚到溶液混合装置，进入螺旋管道中，开启溶液混合装置中的超声装置，对前驱体溶液进行超声处理；第二步，前驱体溶液在溶液混合装置中超声混合后进入到混合溶液罐中，待前驱体混合溶液全部进入混合溶液罐后再开启混合溶液罐与料罐之间的泵，并将70%
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90%的前驱体混合溶液泵入到料罐中；第三步，启动搅拌器，在料罐中的前驱体混合溶液搅动的状态下加入碳载体，搅拌器转速为50
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150rpm；第四步，往料罐继续泵入剩下10%
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30%的前驱体混合液，将料罐四周罐壁上被溅起的碳载体冲落，并将搅拌器转速调至150
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250rpm，持续搅拌30
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60min；第五步，搅拌结束后的浆料经干燥、h2 ar的还原气氛下烧结、清洗及再干燥，即得到碳载铂纳米催化剂；方法二包括以下步骤：第一步，将摩尔比为1:4
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1:9的氯铂酸前驱体溶液和氢氧化钠前驱体溶液分别加入到前驱体溶液罐，经过泵汇聚到溶液混合装置，进入螺旋管道中，开启溶液混合装置中的超声装置，对前驱体溶液进行超声处理；
第二步，前驱体溶液在溶液混合装置中超声混合后进入到混合溶液罐中，待前驱体混合溶液全部进入混合溶液罐后再开启混合溶液罐与料罐之间的泵；第三步，将碳载体加入料罐后，开启泵将混合溶液罐中的前驱体混合溶液全部加入料罐，再开启固料混合装置的超声，超声5
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15min；第四步，超声结束后，开启搅拌器，以150
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250rpm的转速搅拌20
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50min；第五步，搅拌结束后的浆料经干燥、h2 ar的还原气氛下烧结、清洗及再干燥，即得到碳载铂纳米催化剂。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述碳载体与前驱体混合溶液的比值为30
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80g/l，所述氯铂酸前驱体溶液的体积根据碳载铂纳米催化剂中pt的担载量为20
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60%计算。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述烧结温度为200
‑
500
°
c，时间为0.5
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4h，所述清洗采用水溶液清洗。

技术总结
本发明公开了一种固相混合制备碳载铂纳米催化剂的装置及方法。所述装置包括依次通过管道和泵连接的前驱体溶液罐、溶液混合装置、混合溶液罐、料罐，所述溶液混合装置设有螺旋管道，所述料罐放置在固料混合装置内部。使用方法为：前驱体溶液经螺旋管道和超声处理充分混合，在搅动的状态下往前驱体混合溶液中加入碳载体或在碳载体中加入前驱体混合溶液进行超声前处理，经搅拌混合后干燥、还原烧结、清洗、再干燥即可。相对于现有技术，本发明的操作过程简单、可控、周期短，无需添加有机表面活性剂和络合剂，采用纯水过滤、清洗即可，不会产生大量污染废液，能够实现高载量PtC催化剂的批量连续生产，适于规模制备PtC催化剂进行商业化应用。化应用。化应用。


技术研发人员：魏春光 干林 梁燕 吴晋
受保护的技术使用者：深圳市燃电科技有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2021/12/2