本发明涉及燃料电池，特别是一种涉及基于se掺杂碳的ptco电催化剂、制备方法及其应用。
背景技术：
1、质子交换膜燃料电池（pemfc）因清洁高效受关注，但阴极氧还原反应（orr）存在过电位高和动力学迟缓问题，影响其实际应用。
2、为了提升orr活性，目前通常采用pt/c催化剂或者pt基合金催化剂。在使用这些催化剂时，需要使用各种载体来提高pt的利用率从而提高催化性能，这些载体包括碳基材料、金属氧化物和混合载体等。其中，碳载体因其表面积大、导电性好、价格诱人而具有明显优势。
3、目前常用pt/c或pt基合金催化剂提升orr活性，多采用碳基材料等作为载体，碳载体有优势但碳负载pt催化剂稳定性不足。在动态操作下，pt纳米颗粒因金属-载体作用弱易出现问题，且多数pt基催化剂高温合成也会导致性能下降。
4、为了解决上述问题，目前已经提出了一些策略来加强金属-载体的相互作用，从而提高碳负载pt催化剂的电化学和热稳定性。现有增强金属-载体相互作用的策略包括涂覆保护碳层，但会降低活性；碳载体改性如开发无定形se层、杂原子掺杂碳等方法。杂原子掺杂碳虽有理论优势，但存在制备条件复杂、难以批量合成，且在燃料电池应用中活性和稳定性难以兼具的问题。
5、因此，亟待一种新的基于se掺杂碳的ptco电催化剂、制备方法及其应用，以解决现有技术存在的问题。
技术实现思路
1、本发明实施例提供了一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂、制备方法及其应用，针对目前技术存在的碳负载pt催化剂稳定性不足、增强稳定性策略存在缺陷以及杂原子掺杂碳材料制备复杂且在燃料电池应用中活性和稳定性难以兼顾等问题。
2、本发明核心技术主要是以导电炭黑、se粉、乙酰丙酮钴和乙酰丙酮铂为原料，通过特定比例混合、水热反应、热解炉煅烧、超声混合、旋蒸、干燥以及高温热还原和退火处理等步骤，制备出具有良好活性和稳定性的se掺杂碳的ptco电催化剂。
3、第一方面，本发明提供了一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，所述方法包括以下步骤：
4、s00、将se粉和导电炭黑按照设定质量比混合均匀，置于水热反应釜中进行水热反应；
5、s10、将反应完成后的材料取出，在热解炉中煅烧得到se修饰的碳载体；
6、s20、称取适量的se修饰的碳载体、乙酰丙酮钴和乙酰丙酮铂，置于丙酮中超声均匀混合，得到前驱体混合液；
7、s30、将前驱体混合液进行旋蒸处理，随后干燥处理，得到前驱体粉体；
8、s40、将前驱体粉体在混合气气氛下，依次进行高温热还原和退火处理，得到se掺杂碳的ptco电催化剂。
9、进一步地，s00步骤中，se粉和导电炭黑的质量比为0.5-1:1。
10、进一步地，s00-s10步骤中，在200 ℃温度下进行水热反应；在氩气条件下，800℃温度的热解炉中煅烧，得到se修饰的碳载体。
11、进一步地，s20步骤中，se修饰的碳载体、乙酰丙酮钴和乙酰丙酮铂的质量比为：4.5:4:4。
12、进一步地，s00步骤中，se粉和导电炭黑的质量比为0.5:1。
13、进一步地，s40步骤中，混合气气氛为氢气和氩气的混合气，氢气和氩气的体积比为1:19。
14、进一步地，s40步骤中，高温热还原温度为830-930 ℃。
15、进一步地，s40步骤中，退火温度为550-650 ℃。
16、第二方面，本发明提供了一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂，通过上述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法制备得到。
17、第三方面，本发明提供了一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂应用于燃料电池。
18、本发明的主要贡献和创新点如下：
19、1.制备工艺简化且可批量生产：现有杂原子掺杂碳材料制备条件复杂且无法适用于更大批量的合成。本发明的合成方法将se源和碳源混合，经过水热反应制备出se掺杂碳的前驱体，再进行退火，操作工艺相对简单，且适合批量化制备，克服了现有技术在生产规模上的局限。
20、2.工艺参数优化：在原料比例、反应温度、时间等工艺参数上与现有技术有明显差异。例如，本发明中se和导电炭黑有特定的质量比，水热反应、热解炉煅烧、高温热处理和退火等步骤都有明确且适宜的条件设定，这使得制备过程更加可控，有利于提高催化剂的性能和质量。
21、3.兼具良好的活性和稳定性：现有采用杂原子修饰碳基的催化剂常用于rde测试，在燃料电池应用端存在活性被抑制或者是稳定性变差的现象，无法兼具活性和稳定性。本发明方法制备的se掺杂碳的ptco催化剂颗粒分散均匀，为有序结构，电池上10000圈稳定性测试后，电位损失和输出功率损失很小，具有很好的活性和稳定性，且优于未掺杂se和掺杂其他原子的催化剂，在实际燃料电池应用中表现更优。
22、4.独特的结构优势：本发明制备的催化剂为金属间有序合金结构，这种结构有助于提高催化剂的性能和稳定性，区别于现有一些催化剂的结构特点。
23、5.se掺杂的创新应用：现有技术多为n掺杂等其他杂原子掺杂，本发明采用se掺杂碳的方式来改变催化剂性能，为催化剂的改性提供了新的思路和方法。
24、6.独特的作用机制：se掺杂通过形成pt-se-c键，使得se原子可以作为连接剂将pt颗粒锚定在碳载体上，从而增强了金属-载体的相互作用，解决了现有技术中存在的粒径不均一、活性和稳定性无法兼具等问题，从作用机制上体现了创新性。
25、本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本发明的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
1.一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，其特征在于，s00步骤中，se粉和导电炭黑的质量比为0.5-1:1。
3.如权利要求1所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，其特征在于，s00-s10步骤中，在 200 ℃温度下进行水热反应；在氩气条件下，800 ℃温度的热解炉中煅烧，得到se修饰的碳载体。
4.如权利要求1所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，其特征在于，s20步骤中，se修饰的碳载体、乙酰丙酮钴和乙酰丙酮铂的质量比为：4.5:4:4。
5.如权利要求2所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，其特征在于，s00步骤中，se粉和导电炭黑的质量比为0.5:1。
6.如权利要求1-5任意一项所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，其特征在于，s40步骤中，混合气气氛为氢气和氩气的混合气，氢气和氩气的体积比为1:19。
7.如权利要求6所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，其特征在于，s40步骤中，高温热还原温度为830-930 ℃。
8.如权利要求6所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法，其特征在于，s40步骤中，退火温度为550-650 ℃。
9.一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂，其特征在于，通过权利要求1-7任意一项所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂制备方法制备得到。
10.如权利要求9所述的一种基于se掺杂碳的ptco电催化剂应用于燃料电池。
