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专利号: 2021102470938
申请人: 江苏美玛技术有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新能源燃料电池的氢气净化用催化剂,其特征在于所述催化剂以大孔介孔的ZrO2‑GE为载体,表面附着有Pt‑Ni纳米合金活性组分,其中孔径为2‑7μm,所述介孔的孔径

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为15‑17nm,孔容3.1‑3.8cm/g,所述催化剂的比表面积为400‑500m/g,所述催化剂的抗压强度为7‑8Mpa,导热系数为36‑39W/m/K,所述合金颗粒的尺寸集中分布于20‑30nm,所述催化剂为三维块体结构;

所述催化剂通过如下方法制备:

(1)制备氧化石墨烯:在烧瓶中加入25mL浓硫酸,冷却至0~2℃,搅拌中加入0.5g天然鳞片石墨、0.5g NaNO3,及加入3g KMnO4颗粒,搅拌均匀;然后将烧瓶置于35℃±2℃的恒温水浴中,待反应液温度升至35±2℃时,继续搅拌;再将46mL的去离子水加入溶液中,在98±

2℃下搅拌15min,高温反应后加入140mL的去离子水和3mL的30wt.%H2O2反应40min;使用1~3wt%HCl溶液洗涤,然后去离子水多次洗涤至中性,获得5‑15wt.%氧化石墨烯悬浮液;

(2)向上述氧化石墨烯悬浮液中添加一定量的柠檬酸、浓硝酸、锆酸四丁酯,磁力搅拌获得溶胶体,所述柠檬酸、浓硝酸、锆酸四丁酯的摩尔比为(2‑3):(0.2‑0.3):1;

(3)将上述溶胶体导入试管中,密封,放置于80‑90℃真空干燥箱中,反应24‑36h,获得定型凝胶体;

(4)将试管中的凝胶体导入含有氯铂酸和硝酸镍的水溶液的水热反应釜中,使用氮气排除空气后,进行水热反应,获得催化剂前驱体;

(5)过滤洗涤催化剂前驱体,并使用冷冻干燥,于还原气氛下进行还原处理,获得Pt‑Ni/ZrO2‑GE催化剂。

2.如权利要求1所述的一种新能源燃料电池的氢气净化用催化剂,其特征在于所述新能源燃料电池为质子交换膜燃料电池。

3.如权利要求1所述的一种新能源燃料电池的氢气净化用催化剂,其特征在步骤(2)的磁力搅拌转速为100rpm‑200rpm,温度为18‑24℃,搅拌时间60‑90min,静置30‑40min。

4.如权利要求1所述的一种新能源燃料电池的氢气净化用催化剂,其特征在于所述试管的(12‑18)mm*(100‑180)mm。

5.如权利要求1所述的一种新能源燃料电池的氢气净化用催化剂,其特征在于所述水热反应的加热为梯度升温:以2~4℃/min的升温速度升温至120℃,保持1小时,然后2‑4℃/min升温至290‑310℃,保持24‑36小时,停止加热,自然冷却。

6.如权利要求1所述的一种新能源燃料电池的氢气净化用催化剂,其特征在于所述氯铂酸和硝酸镍在水溶液的质量浓度相同,均为3‑5wt.%。

7.如权利要求1所述的一种新能源燃料电池的氢气净化用催化剂,其特征步骤(5)中还原性气氛为3‑5vol.%H2/N2,还原温度320‑350℃。

8.如权利要求1所述的一种新能源燃料电池的氢气净化用催化剂,其特征在于冷冻干燥时间为24‑30h。