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多孔铂 燃料 电池催化剂及其制备方法

阅读：990发布：2020-05-08

专利汇可以提供多孔铂燃料电池催化剂及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：将铂盐与非铂金属盐溶于水中，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，得到铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系；在氮气的氛围下，向铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系加入还原剂并搅拌；当溶液体系中的金属完全被还原后，加入载体；当金属负载完全后，离心洗涤干燥，得到负载型铂合金催化剂；将负载型铂合金催化剂加入酸性溶液中，进行酸处理；离心洗涤干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂。本发明还公开一种多孔铂燃料电池催化剂。本发明具有去合金化法得到多孔铂催化剂具有更高的金属分散度，即本发明催化剂具有铂利用率高、更高的燃料电池催化活性的优点。，下面是多孔铂燃料电池催化剂及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)将铂盐与非铂金属盐溶于水中，加入聚乙烯吡咯烷酮，得到铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系；
步骤(2)在氮气的氛围下，向步骤(1)的铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系加入还原剂，进行金属还原；
步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的金属完全被还原后，加入载体，进行金属负载；
步骤(4)当步骤(3)中的金属负载完全后，离心水洗，得到离心中间产物在低温条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；
步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入酸性溶液中，进行酸处理；当铂合金完全去合金化后，离心水洗，得到离心产物在低温条件下真空干燥，得到产物。
2.根据权利要求1所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的铂盐包括氯铂酸、氯铂酸钾和四氨合硝酸铂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的非铂金属盐包括镍盐、钴盐、铁盐中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中铂盐与非铂金属盐的摩尔比例为1:3～3:1，铂盐与非铂金属盐溶于水后的总浓度为
12mmol/L，其中铂盐浓度为3～9mmol/L，非铂金属盐浓度为3～9mmol/L。
5.根据权利要求1所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为55000，聚乙烯吡咯烷酮摩尔量与铂、非铂金属的总摩尔量之间的比值为3:1～15:1。
6.根据权利要求1所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中还原剂硼氢化钠、硼氢化钾中的一种，还原剂水溶液浓度为2mol/L，其中，还原剂水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，还原剂在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L。
7.根据权利要求1所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的载体为亲水性活性炭，制备工艺为对活性炭进行碱处理，活性炭比表面积为800m2/g，处理液的碱性物质为NaOH，碱的水溶液浓度为5mol/L，处理方式为90℃下搅拌24小时，抽滤后在100℃条件下烘干，得到亲水性活性炭。
8.根据权利要求1所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的酸性溶液为盐酸水溶液、硝酸水溶液、硫酸水溶液和磷酸水溶液中的一种，浓度为
2mol/L，酸处理时间为0.5～2h。
9.根据权利要求1所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述低温条件为-40℃。
10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法制备得到的多孔铂燃料电池催化剂。

说明书全文

多孔铂燃料 电池催化剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及多孔燃料催化剂技术领域。

背景技术

[0002] 由于人类长期燃烧化石燃料，地球正面临着日益严重的温室效应。传统内燃机每年向大气中排放大量二氧化碳，近年来由于政策法规的推行，内燃机汽车将逐步被新能源汽车代替。目前，主流的新能源汽车是锂离子电池汽车，然而锂离子电池汽车有其无法跨越的技术壁垒，就是其续航里程短且充电时间长。氢燃料电池汽车是新能源汽车的发展趋势，以其零碳排放和快速再装填的特性，逐渐成为目前技术研发和资本布局的热点行业。

[0003] 目前燃料电池催化剂主要是铂基催化剂，金属铂由于其高昂的价格制约着燃料电池的发展，燃料电池电堆中催化剂占其成本的40％左右，可见降低燃料电池催化剂成本能够加快燃料电池汽车推向市场的步伐。降低催化剂中铂成本的策略分为铂替代和提高铂利用率，铂替代包括非贵金属部分替代和全部替代，但是替代金属铂的非贵金属和其他化合物都无法达到铂的活性。如专利申请201180030314.0公开的铂镍催化剂合金，所述纳米结构化元件包含具有纳米级催化剂颗粒的薄膜的微结构化支承晶须，所述纳米级催化剂颗粒的薄膜包含根据式PtxNi(1-x)的催化剂材料，其中x在0.21和0.39之间。

[0004] 铂镍催化剂合金，降低铂的负载量。可以在一定程度上减少铂纳米粒子的尺寸从而提高铂的利用率，但是负载量降低会使单位面积膜电极上铂的活性降低，要达到同等活性就需要更大的膜电极，会使燃料电池堆的体积、重量和成本升高。

发明内容

[0005] 本发明针对现有技术的不足，旨在解决现有技术通过降低铂负载量而导致单位面积膜电极上铂的活性降低，要达到同等活性就需要更大的膜电极，会使燃料电池堆的体积、重量和成本升高的技术问题。

[0006] 本发明通过以下技术手段去解决上述技术问题：一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0007] 步骤(1)将铂盐与非铂金属盐溶于水中，加入聚乙烯吡咯烷酮，得到铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系；

[0008] 步骤(2)在氮气的氛围下，向步骤(1)的铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系加入还原剂，进行金属还原；

[0009] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的金属完全被还原后，加入载体，进行金属负载；

[0010] 步骤(4)当步骤(3)中的金属负载完全后，离心水洗，得到离心中间产物在低温条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0011] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入酸性溶液中，进行酸处理；当铂合金完全去合金化后，离心水洗，得到离心产物在低温条件下真空干燥，得到产物。

[0012] 优选地，所述步骤(1)中的铂盐包括氯铂酸、氯铂酸钾和四氨合硝酸铂中的一种或多种。

[0013] 优选地，所述步骤(1)中的非铂金属盐包括镍盐、钴盐、铁盐中的一种或多种。

[0014] 优选地，所述步骤(1)中铂盐与非铂金属盐的摩尔比例为1:3～3:1，铂盐与非铂金属盐溶于水后的总浓度为12mmol/L，其中铂盐浓度为3～9mmol/L，非铂金属盐浓度为 3～9mmol/L。

[0015] 优选地，所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为55000，聚乙烯吡咯烷酮摩尔量与铂、非铂金属的总摩尔量之间的比值为3:1～15:1。

[0016] 优选地，所述步骤(2)中还原剂硼氢化钠、硼氢化钾中的一种，还原剂水溶液浓度为2mol/L，其中，还原剂水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，还原剂在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L。

[0017] 优选地，所述步骤(3)中的载体为亲水性活性炭，制备工艺为：对活性炭进行碱处2
理，活性炭比表面积为800m/g，处理液的碱性物质为NaOH，碱的水溶液浓度为 5mol/L，处理方式为90℃下搅拌24小时，抽滤后在100℃条件下烘干，得到亲水性活性炭；金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％，即金属铂与亲水性活性炭的质量比为1:19。

[0018] 优选地，所述步骤(5)中的酸性溶液为盐酸水溶液、硝酸水溶液、硫酸水溶液和磷酸水溶液中的一种，浓度为2mol/L，酸处理时间为0.5～2h。

[0019] 优选地，所述低温条件为-40℃。

[0020] 本发明还公开一种采用上述的多孔铂燃料电池催化剂的制备方法制备得到的多孔铂燃料电池催化剂。

[0021] 本发明的优点在于：本发明中的去合金化法加入的分散剂聚乙烯吡咯烷酮PVP可有效分散铂合金纳米粒子，并为纳米粒子吸附在活性炭上提供更强的吸附力；鼓入氮气并在氮气保护下进行制备可使制备过程中非铂金属与铂保持还原态；在纳米粒子溶液中直接加入载体，简化了制备过程，防止纳米粒子接触空气被氧化；通过酸洗可除去合金中的可酸溶金属，可溶金属溶出后的铂纳米粒子具有更多的内部孔道；得到多孔铂催化剂具有更高的金属分散度，具有非常高的铂利用率，从而可在不降低铂负载量的前提下具有更高的燃料电池催化活性。在本发明中聚乙烯吡咯烷酮是一种长链表面活性剂，可同时络合较多的非铂金属盐和铂盐，在还原过程中可形成更多的合金相。制备过程中用先还原后吸附负载的方法，可得到更加均匀的铂合金纳米粒子。若采用先加入载体后加入还原剂的方法，则会因为还原剂与金属前驱体接触浓度不同导致纳米粒子大小各异。

具体实施方式

[0022] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0023] 实施例1

[0024] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0025] 步骤(1)将氯铂酸溶于水中，氯铂酸的摩尔浓度为12mmol/L，加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂金属盐水溶液体系；

[0026] 步骤(2)向步骤(1)的铂金属盐水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂金属盐水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0027] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0028] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂催化剂，金属铂在负载型铂催化剂中的质量含量为5％；该铂燃料电池催化剂命名为Pt0/C。

[0029] 本发明各个实施例采用的聚乙烯吡咯烷酮其分子量为55000。

[0030] 本发明各个实施例的亲水性活性炭，其制备工艺为：对活性炭进行碱处理，活性炭比表面积为800m2/g，处理液的碱性物质为NaOH，碱的水溶液浓度为5mol/L，处理方式为90℃下搅拌24小时，抽滤后在100℃条件下烘干，得到亲水性活性炭。

[0031] 实施例2

[0032] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0033] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为3mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为9mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0034] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0035] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0036] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0037] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。该多孔铂燃料电池催化剂命名为Pt13/C。

[0038] 实施例3

[0039] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0040] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0041] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0042] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0043] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0044] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。该多孔铂燃料电池催化剂命名为Pt12/C。

[0045] 实施例4

[0046] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0047] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为6mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为6mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0048] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0049] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0050] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0051] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。该多孔铂燃料电池催化剂命名为Pt11/C。

[0052] 实施例5

[0053] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0054] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为8mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为4mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0055] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0056] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0057] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0058] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。该多孔铂燃料电池催化剂命名为Pt21/C。

[0059] 实施例6

[0060] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0061] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为9mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为3mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0062] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0063] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0064] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0065] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。该多孔铂燃料电池催化剂命名为Pt31/C。

[0066] 实施例7

[0067] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0068] 步骤(1)将氯铂酸钾与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸钾的摩尔浓度为 4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:
1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0069] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0070] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0071] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0072] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0073] 实施例8

[0074] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0075] 步骤(1)将四氨合硝酸铂与六水合硝酸镍溶于水中，其中，四氨合硝酸铂的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0076] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0077] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0078] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0079] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0080] 实施例9

[0081] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0082] 步骤(1)将氯铂酸、氯铂酸钾、四氨合硝酸铂与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为2mmol/L，氯铂酸钾的摩尔浓度为1mmol/L，四氨合硝酸铂的摩尔浓度为1mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:
1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0083] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0084] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0085] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0086] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0087] 实施例10

[0088] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0089] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸钴溶于水中，其中，氯铂酸钾的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸钴的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、钴的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、钴总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-钴金属盐混合水溶液体系；

[0090] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-钴金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-钴金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0091] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0092] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0093] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0094] 实施例11

[0095] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0096] 步骤(1)将氯铂酸与九水硝酸铁溶于水中，其中，氯铂酸钾的摩尔浓度为4mmol/L，九水硝酸铁的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、铁的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、铁总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-铁金属盐混合水溶液体系；

[0097] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-铁金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-铁金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0098] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0099] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0100] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0101] 实施例12

[0102] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0103] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍、六水合硝酸钴、九水硝酸铁溶于水中，其中，氯铂酸钾的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸钴的摩尔浓度为2mmol/L，九水硝酸铁的摩尔浓度为2mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、非铂的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、非铂总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系；

[0104] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-非铂金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0105] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0106] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0107] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0108] 实施例13

[0109] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0110] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为3:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为3:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0111] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0112] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0113] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0114] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0115] 实施例14

[0116] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0117] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为15:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为15:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0118] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0119] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0120] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0121] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0122] 实施例15

[0123] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0124] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0125] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钾水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钾水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钾在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0126] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0127] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0128] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L盐酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钾水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0129] 实施例16

[0130] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0131] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0132] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0133] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0134] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0135] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L稀硝酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0136] 实施例17

[0137] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0138] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0139] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0140] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0141] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0142] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L稀硫酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0143] 实施例18

[0144] 本实施例公开一种多孔铂燃料电池催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0145] 步骤(1)将氯铂酸与六水合硝酸镍溶于水中，其中，氯铂酸的摩尔浓度为4mmol/L，六水合硝酸镍的摩尔浓度为8mmol/L；加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔量与铂、镍的总摩尔量之比为10:1，即聚乙烯吡咯烷酮与铂、镍总金属量的摩尔比为10:1。在常温下条件800rpm转速搅拌60min，得到铂盐-镍金属盐混合水溶液体系；

[0146] 步骤(2)向步骤(1)的铂盐-镍金属盐混合水溶液体系中加入2mol/L硼氢化钠水溶液的同时鼓入氮气，常温下条件800rpm转速搅拌30min；其中，硼氢化钠水溶液加入至铂盐-镍金属盐混合水溶液体系后，硼氢化钠在溶液体系中的摩尔浓度为0.33mol/L；

[0147] 步骤(3)当步骤(2)的溶液体系中的颜色不再变深后继续搅拌30min，此时可认为金属完全被还原，加入亲水性活性炭，常温下条件800rpm转速搅拌30min；

[0148] 步骤(4)当步骤(3)中的混合物在停止搅拌并静止30min后，若上清液呈无色透明状态，此时可认为金属被完全负载。在5000rpm条件下离心5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到负载型铂合金催化剂；

[0149] 步骤(5)将步骤(4)得到的负载型铂合金催化剂加入2mol/L磷酸水溶液中，负载型铂合金催化剂的浓度为12mmol/L，常温下条件800rpm转速搅拌，酸处理30min。对混合溶液5000rpm条件下离心5min，对离心产物再次进行上述同样条件的酸处理，将酸处理后混合溶液再次进行上述同样条件的离心操作，向离心液中加入2mol/L硼氢化钠水溶液，如离心液变黑则去合金化不完全，继续进行上述酸洗步骤，直到离心液不再变黑，此时可认为铂合金去合金化完全。当铂合金完全去合金化后，在5000rpm条件下离心 5min，并加去离子水重复离心三次。将离心产物在-40℃条件下真空干燥，得到多孔铂燃料电池催化剂，金属铂在多孔铂燃料电池催化剂中的质量含量为5％。

[0150] 实施例19

[0151] 本发明中铂的CO吸附量和铂的分散度是在化学吸附仪中进行CO吸附实验得到并进行计算的。将100mg多孔铂催化剂加入化学吸附仪的石英管中，在氩气吹扫的条件下，升高催化剂的温度到150℃，除去催化剂吸附的水分和其他气体。在催化剂温度降至常温后，进行CO脉冲吸附，当CO脉冲峰面积不再变化时，可判定CO在催化剂表面吸附饱和。通过计算每个脉冲峰与平衡后脉冲峰峰面积的差并进行叠加可知催化剂吸附CO的总峰面积，再通过CO吸附量与峰面积的对应关系可计算得到催化剂的CO吸附量。催化剂中铂的分散度计算方法是假定每个表面铂原子与CO分子是1:1吸附模式，通过CO吸附量可推算出表面铂原子的数量，该数量与样品中总铂原子数量比即为表面铂金属分散度。

[0152] 由表1可知，在制备铂纳米粒子过程中加入镍前驱体形成合金时，去合金化后得到的多孔铂催化剂具有更高的CO吸附量和表面铂金属分散度，说明在形成合金时，镍进入铂的晶格中或与铂形成固溶体，在去合金化除去镍之后，留下的孔隙会使铂纳米粒子具有更多的暴露面，从而具有更高的铂利用率。提高合金中镍的比例可提高去合金化后铂的分散度，并在镍与铂的比例为2:1时达到最高分散度，继续提高镍的比例不会明显提高铂的分散度。该现象说明，提高镍的比例可提高去合金化后铂纳米粒子中的孔隙，但是在形成合金时铂不会被镍无限分散，在镍与铂比例为2:1时，铂的分散程度达到最高。

[0153] 本实施例中的去合金化法制备多孔铂催化剂用于燃料电池催化剂中，有广泛的应用前景。

[0154] 表1实施例所得多孔铂催化剂的CO吸附量和金属分散度

[0155]

[0156] 需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0157] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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多孔铂燃料电池催化剂及其制备方法

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