一种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，将金属有机骨架加入醇溶液中，超声振荡，然后滴加氯铂酸和氧化钴混合溶液，再加入NaOH，搅拌后，置于微波炉中间歇加热，冷却抽滤，真空烘干，得到金属有机骨架负载的铂基纳米催化剂。本发明催化剂颗粒小、不易团聚，分散性好、电化学催化活性高。
【专利说明】
一种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种金属有机骨架负载铂催化剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前在燃料电池和锂空气电池中常用的氧气还原催化剂是碳负载铂基催化剂，但是由于Pt资源短缺，价格昂贵，必须采取合适的制备方法和工艺条件，提高Pt的分散性，减少Pt颗粒大小，减少Pt在催化剂中的负载量，降低催化剂的成本。目前制备单元和多元催化剂的方法很多，如，浸渍一液相还原法:将Pt的前驱体溶解后，与活性碳载体混合，再加入还原剂，如NaBH4、甲醛溶液、柠檬酸钠、甲酸钠、肼等，使Pt还原、沉积到活性碳上，干燥后，得到Pt/C催化剂。这种方法的优点是方法简便，缺点是制得的催化剂分散性较差，平均粒径较大。但是制备具有高分散性的Pt基催化剂一个较难解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，制备的催化剂的活性组分高度分散，不易团聚，克服了现有技术缺陷。
[0004]—种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法是按下述步骤进行的:
[0005]将金属有机骨架加入醇溶液中，用超声振荡至形成均匀分散液，然后逐滴滴加氯铂酸和氯化钴混合溶液，搅拌30分钟，然后置于微波炉中间歇加热，冷却抽滤，真空烘干10小时，得到金属有机骨架负载Pt基纳米催化剂。
[0006]—种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，所述Pt元素和Co元素摩尔比为1:1。
[0007]—种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，所述金属有机骨架在催化剂中的比例为85-99.5%。
[0008]—种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，所述的醇为:乙二醇，乙醇和丙二醇。
[0009]—种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，所述金属有机骨架的金属离子为:Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Ti，Zr，Mo，Sn，Se，Ca中的一种或两种及以上元素任意比例的混合物。
[0010]本发明提供一种简单快速的制备方法，应用微波调控技术和还原性能较温和的还原剂，将催化剂的活性成分快速均匀地还原到载体的表面。本发明方法制备得到的催化剂颗粒小、不易团聚，分布均匀、电化学催化活性高。本发明采用微波加热、还原剂和分散剂的选择将产品颗粒大小控制在1.5?1nm之间。本发明适合制备金属有机骨架载一元和多元纳米金属材料电催化剂，可用于醇类燃料电池，锂空气电池和电化学传感器电极的高分散的纳米催化。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
[0012]将Ig金属有机骨架(中心离子为Co，比表面积为534.3m2/g)加入20mL乙二醇中，用超声振荡至形成均匀分散液，然后逐滴滴加2mL含有0.0lM氯铂酸和0.0lM氯化钴混合溶液，再加入甲酸在25°C条件下搅拌30分钟，然后置于微波炉中在1000W功率下加热1s间歇50s的方式加热1min，冷却抽滤，真空烘干10小时，得到金属有机骨架负载Pt基纳米催化剂，用于锂空气电池的充放电效率为89.7%。
[0013]实施例2
[0014]将0.5g金属有机骨架(中心离子为Mn，比表面积为3981.2m2/g)加入20mL乙二醇中，用超声振荡至形成均匀分散液，然后逐滴滴加5mL含有0.2M氯铂酸和0.2M氯化钴混合溶液，再加入甲酸在25°C条件下搅拌30分钟，然后置于微波炉中在700W功率下加热1s间歇50s的方式加热1min，冷却抽滤，真空烘干10小时，制备得到金属有机骨架载Pt基纳米催化剂，用于锂空气电池的充放电效率为83.6%。
[0015]实施例3
[0016]将0.7g金属有机骨架(中心离子为Fe，比表面积为2353.8m2/g)加入20mL乙二醇中，用超声振荡至形成均匀分散液，然后逐滴滴加4mL含有0.2M氯铂酸和0.2M氯化钴混合溶液，再加入甲酸在25 °C条件下搅拌30分钟，然后置于微波炉中在1500W功率下加热1s间歇50s的方式加热1min，冷却抽滤，真空烘干10小时，制备得到金属有机骨架载Pt基纳米催化剂，用于锂空气电池的充放电效率为84.1 %。
【主权项】
1.一种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，制备方法如下: 将金属有机骨架加入醇溶液中，用超声振荡至形成均匀分散液，然后逐滴滴加氯铂酸和氯化钴混合溶液，再加入甲酸搅拌30分钟，然后置于微波炉中间歇加热，冷却抽滤，真空烘干10小时，得到金属有机骨架负载的铂基催化剂。2.根据权利要求1所述一种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，Pt元素和Co元素摩尔比为I: I。3.根据权利要求1所述一种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，金属有机骨架在催化剂中的重量比例为85-99.5%。4.根据权利要求1所述一种金属有机骨架负载的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，醇溶液中的醇为:乙二醇，乙醇和丙三醇。5.根据权利要求1所述一种金属有机骨架负载的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，金属有机骨架的金属离子为:0，111，？6，(:0，祖，11，2^10，311，36<&中的一种或两种及以上元素任意比例的混合物。
【文档编号】B82Y30/00GK105958085SQ201610302325
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】何小波, 银凤翔, 李国儒
【申请人】北京化工大学常州先进材料研究院