1.一种有序化膜电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)配制用于制备催化剂层的前驱体溶液,所述前驱体溶液包括Pt基前驱体、水和第一有机溶剂,所述第一有机溶剂为乙醇或四氢呋喃;(2)以气体扩散层作为工作电极,并将其与对电极、参比电极置于所述前驱体溶液,在所述气体扩散层表面电化学沉积催化剂,得到具有三维多孔结构催化剂层的气体扩散层;(3)在所述催化剂层表面形成Nafion层,得到电极组件;(4)将质子交换膜置于两所述电极组件之间,且使所述Nafion层与质子交换膜接触,并进行热压,得到所述有序化膜电极。
2.根据权利要求1所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述电化学沉积相对于参比电极的电压为-0.3~-0.5V,沉积速率为3-5nm/min。
3.根据权利要求1所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,所述Pt基前驱体为H 2 PtCl 6 ·6H 2 O或K 2 PtCl 4 ,所述Pt基前驱体的浓度为0.2-2mol/L;所述水和第一有机溶剂的体积比为1:(1-10)。
4.根据权利要求2或3所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,所述前驱体溶液中还包括非Pt基前驱体,所述非Pt基前驱体为HAuCl 4 ·6H 2 O、Na 2 PdCl 4 、CuCl 2 、RuCl 3 中的至少一种,所述非Pt基前驱体的浓度为0.2-2mol/L。
5.根据权利要求1-4任一项所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,所述前驱体溶液中还包括浓度为1.0-1.5mg/L表面活性剂,所述表面活性剂为PEO 4500 -PPO 3200 -PEO 4500 ,F127,CTAC或Brij58。
6.根据权利要求1-5任一项所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,在所述步骤(4)两所述电极组件的催化剂层不同。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,所述催化剂层的结构为三维多孔纳米结构,所述三维多孔纳米结构的厚度为100nm~400nm,表面孔径为5nm~30nm。
8.根据权利要求1所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,所述气体扩散层包括支撑层和设置在所述支撑层一侧的微孔层,所述微孔层由平均粒径为10-50μm的碳颗粒构成,所述支撑层为碳纸或碳布;在步骤(2)中,所述微孔层朝向所述对电极设置。
9.根据权利要求1所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述将Nafion溶液进行稀释得到稀释液,将所述稀释液喷涂在所述催化剂层表面,并进行加热,包括以下步骤:(31)将Nafion溶液与第二有机溶剂混合,Nafion溶液与第二有机溶剂的体积比为1:(2-6),并进行超声分散,得到所述稀释液;(32)将步骤(2)得到的所述气体扩散层置于温度为70-120℃的加热台上,并将稀释液喷涂在所述催化剂层表面,得到厚度为1-10nm的Nafion层。
10.根据权利要求9所述的有序化膜电极的制备方法,其特征在于,所述第二有机溶剂为乙醇、异丙醇、正丙醇中的至少一种;所述超声分散的时间为15min-30min。
11.一种有序化膜电极,其特征在于,采用权利要求1-10任一项所述的有序化膜电极的制备方法制得。