一种有序铂钴金属间化合物氧化原催化剂及其制备方法和应用

摘要： 本发明涉及一种有序铂钴金属间化合物氧化原催化剂及其制备方法和应用，所述的催化剂制备方法以乙二醇作为溶剂和还原剂，制备的碳黑负载铂纳米粒子为种子，并通过浸渍和热处理的方法，得到碳黑负载有序铂钴金属间化合物结构的氧还原催化剂。制备得到的催化剂为黑色固体粉末，有序铂钴金属间化合物催化剂的纳米粒子粒径为5~30 nm。本发明涉及的制备方法易行可控，可操作性强，可推广至其他金属间化合物制备领域。本发明涉及的催化剂在酸性条件下氧还原催化活性和稳定性等性能均优于商业催化剂，可广泛应用于质子交换膜燃料电池、金属‑空气燃料电池等领域。

权利要求：

1.一种有序铂钴金属间化合物氧化原催化剂，其特征在于，为黑色固体粉末，所述的有序铂钴金属间化合物催化剂的纳米粒子粒径为5 ~ 30 nm。 2.根据权利要求1所述的有序铂钴金属间化合物氧化原催化剂，其特征在于，铂与钴的质量比为2:1 ~ 10:1；所述的有序铂钴金属间化合物催化剂的纳米粒子粒径为5 ~ 10 nm。 3.根据权利要求1或2所述的有序铂钴金属间化合物氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： （1）采用铂碳作为纳米种子实现种子介导法； （2）采用钴源进行浸渍处理； （3）采用磷源进行浸渍处理； （4）将浸渍得到的产物进行干燥，再退火处理，实现有序金属间化合物的转变。 4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的铂碳为商业Johnson Matthey-PtC、TANAKA-Pt/C、上海河森Pt/C或自制铂碳；更优选的，以乙二醇作为溶剂和还原剂，制备的碳黑负载铂纳米粒子为纳米种子。 5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的铂碳中，铂的质量分数为10% ~ 80%。 6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的钴源为氯化钴水溶液，所述的氯化钴水溶液的浓度为0.05 ~ 10 mol/L，铂与钴的质量比为2:1 ~ 10:1。 7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的磷源为次磷酸二氢钠水溶液，所述的次磷酸二氢钠水溶液的浓度为0.1 ~ 20 mol/L，磷与钴的质量比为1:1 ~10:1。 8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的退火处理为在惰性气体下首先发生第二相生成，接着发生该第二相的诱导结构相变，实现有序金属间化合物的转变。 9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述的干燥为在50 ~ 80℃下干燥至少10 h，直至完全干燥，得到干燥物；所述的退火处理为将得到的干燥物研磨后，在惰性气氛下以5 ~ 10 ℃/min升温至400 ~ 1000 ℃，保温时间小于10 h，冷却至室温，研磨后得到有序铂钴金属间化合物氧化原催化剂。 10.根据权利要求1-2中任一项所述的具有有序铂钴金属间化合物结构的催化剂，或是权利要求3-9中任一项所述的制备方法制备得到的具有有序铂钴金属间化合物结构的催化剂作为氧还原催化剂的应用。

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