本公開涉及納米材料，尤其涉及一種碳載鉑基合金催化劑及其制備方法和應用。

背景技術：

1、貴金屬鉑在丙烷脫氫、氧氣還原、氫氣析出和水汽變換等關鍵工業催化反應中，憑借其優異的催化活性，已成為主要的工業催化劑材料之一。然而，傳統體相鉑催化劑因活性比表面積和原子利用率較低，難以實現高效、經濟的工業應用。為此，負載型納米催化劑因其高活性比表面積和原子利用率，被視為理想替代品。

2、目前，工業上主要采用浸漬-還原法制備負載型鉑基納米催化劑，但該方法易導致鉑顆粒尺寸較大且分布不均，進而影響催化性能。雖已有溶劑熱還原法能夠合成均勻的鉑基納米晶，但由于溶劑成本高及產物分離困難，其大規模應用受到限制。雖然通過載體功能化修飾、摻雜等方法，雖有效提升了鉑基納米顆粒的熱穩定性，但仍面臨合成步驟復雜、生產成本高的問題。此外，由于修飾、摻雜等方法的穩定作用有限，所得合金催化劑中活性金屬含量往往較低（小于50?wt%），難以滿足高效催化需求。

3、因此，開發一種既能高效合成尺寸較小、高活性鉑基納米催化劑，又具備經濟可行性和工業適用性的新方法，成為當前亟待解決的技術難題，對推動工業催化領域的發展具有重要意義。

技術實現思路

1、有鑒于此，本公開的主要目的在于提供了一種碳載鉑基合金催化劑及其制備方法和應用，以期至少部分地解決上述提及的技術問題中的至少之一。

2、為實現上述目的，本公開的技術方案如下：

3、在本公開的一方面，提供了一種碳載鉑基合金催化劑的制備方法，包括：

4、提供含鉑源和非貴金屬源的浸漬液；

5、將碳基載體分散并浸漬于浸漬液中，去除水分，得到前驅體混合物；

6、在包括氫氣、一氧化碳和惰性氣體的混合氣氛下，對前驅體混合物進行煅燒和退火處理，得到碳載鉑基合金催化劑。

7、在本公開的另一方面，提供了一種上述制備方法制備得到的碳載鉑基合金催化劑，碳載鉑基合金催化劑包括碳基載體和負載在碳基載體表面的鉑基合金納米顆粒；其中，鉑基合金納米顆粒為鉑和非貴金屬的合金。

8、在本公開的再一方面，提供了一種上述碳載鉑基合金催化劑在氧還原反應中的應用。

9、根據本公開的實施例，提供了一種碳載鉑基合金催化劑的制備方法，采用水作為溶劑，將鉑源與非貴金屬源混合得到浸漬液，直接將碳基載體浸漬于浸漬液中去除水分得到前驅體混合物，降低成本同時減少溶劑污染。然后在氫氣、一氧化碳和惰性氣體的混合氣氛下，對前驅體混合物進行煅燒和退火處理，從而制備得到高性能的碳載鉑基合金催化劑。制備過程中，混合氣氛中的氫氣能夠快速還原前驅體混合物中的鉑，一氧化碳能夠有效抑制鉑團簇或鉑納米顆粒的迅速生長，使其尺寸緩慢增加，從而確保了鉑納米顆粒的尺寸均勻性和穩定性。制備得到尺寸較小、負載量更高的碳載鉑基合金催化劑。

技術特征：

1.一種碳載鉑基合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

7.一種如權利要求1~6所述的制備方法制備得到的碳載鉑基合金催化劑，所述催化劑包括碳基載體和負載在所述碳基載體表面的鉑基合金納米顆粒；其中，所述鉑基合金納米顆粒為鉑和非貴金屬的合金。

8.根據權利要求7所述的碳載鉑基合金催化劑，其特征在于，

9.根據權利要求7所述的碳載鉑基合金催化劑，其特征在于，

10.一種權利要求7~9中任意一項所述的碳載鉑基合金催化劑在氧還原反應中的應用。

技術總結
本公開提供了一種碳載鉑基合金催化劑及其制備方法和應用，其中，碳載鉑基合金催化劑的制備方法包括：提供含鉑源和非貴金屬源的浸漬液；將碳基載體分散并浸漬于浸漬液中，去除水分，得到前驅體混合物；在包括氫氣、一氧化碳和惰性氣體的混合氣氛下，對前驅體混合物進行煅燒和退火處理，得到碳載鉑基合金催化劑。

技術研發人員：吳宇恩,凌晨,周煌,張志文
受保護的技術使用者：中國科學技術大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28