铂碳催化剂（Pt/C）是碳材料负载铂（铂@碳）的一种载体催化剂,属于贵金属催化剂中应用最广泛的一种。其中,由于Pt/C具有高氧还原（ORR）催化活性,而被广泛应用于铝空气电池。然而,Pt/C作为ORR催化剂,在实际应用和商业化前仍然存在许多问题与挑战,如:耐久性差、效率低、价格昂贵等。碳载体是影响铂碳催化剂催化性能的重要因素。碳气凝胶（CA）微球具有高导电率、高比表面积和丰富的多孔结构,可以通过反相微乳液悬浮聚合法和常压干燥来制备,有利于大规模生产,被认为是理想的载体材料。但是传统的间苯二酚（R）-甲醛（F）碳气凝胶（CRF）微球的孔径太小（1-10nm）,不适合作为Pt催化剂的载体。在本论文中我们以间苯三酚（P）、间苯二酚（R）和甲醛（F）为原料,通过CA微球的中孔结构设计以及在前驱体溶液中添加可降解聚合物聚乙二醇200（PEG-200）,制备出具有适当孔分布的高中孔率、大比表面积的CPRF微球。随后,利用乙二醇还原法制备了Pt/CA催化剂,并测试了Pt/CA的ORR催化性能。具体内容和结论如下:1.通过控制间苯三酚与间苯二酚的比例探究对CPRF微球的孔结构影响。研究发现在适当的制备条件和活化工艺下,间苯三酚与间苯二酚的比例对于碳气凝胶微球的孔径大小及分布影响显著,调节适当的比例可以获得有利于纳米Pt催化剂担载的有效中孔。ACPRF-7的中孔比表面积高达374.8m²·g^-1,中孔孔径在15-30nm之间,并且所含的微孔较少。通过乙二醇还原法制备的Pt/ACPRF-7的电化学活性比表面积高达176.7 m²·g^-1,将其作为ORR催化剂,初始质量活性高达0.21A·mg^-1。经过加速耐久性测试后质量活性仍高达0.15 A·mg^-1。2.模板法制备高中孔率CPRF碳气凝胶。前述制备方法需要对碳气凝胶微球进行活化调控,但由于活化过程工艺复杂、成本昂贵,还会伴随较多的微孔结构生成,不利于催化剂担载。并且在工业级生产中,活化过程还会引入杂质铁离子。本论文通过模板法来避免活化工艺,获得利于Pt催化剂担载的高中孔率、大比表面积碳气凝胶微球。研究发现当添加适当含量的PEG-200时所制备的CPRF-0.75具有非常好的Pt催化剂的担载效果。CPRF-0.75具有合适的中孔孔径（15-35nm）和较高的中孔比表面积(295.0 m²·g^-1)。通过乙二醇还原法制备的Pt/CPRF-0.75显示出较高的电化学活性比表面积(155 m²·g^-1)。将其作为ORR催化剂初始质量活性高达0.2A·mg^-1,经过加速耐久性测试后质量活性仍高达0.11 A·mg^-1。3.为考察本论文Pt/CA催化剂制备方法的商业应用价值,将所制备的Pt/CA催化剂与市售商业Pt/C催化剂进行了对比分析。研究发现Pt/CA催化剂的ORR催化性能远远高于其他商业Pt/C催化剂,并且成本低廉,具有较高的商业开发潜力。4.为进一步研究本方法的商业开发潜力,在工业化小试线上进行了小试验证。研究结果表明,100升级的小试线所生产的小试产品与实验室样品的性能基本相同。