一种采用头发制备双功能电催化剂的方法技术

一种采用头发制备双功能电催化剂的方法，属于催化剂技术领域。生物质头发经由预碳化、活化掺杂、高温热解过程，得到具有异元素掺杂的等级孔结构的碳材料，材料具有优异的氧还原和氧析出电催化性能。跟传统的制备方法相比，本发明专利技术采用存量大、价格低、环境友好的生物质头发为原料，制备过程简单且不涉及有毒试剂，可实现大规模生产。本发明专利技术的双功能电催化剂对于燃料电池、电解水装置、可充放电的空气电池等领域有着广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双功能电催化剂的制备方法，具体说是通过掺杂生物质基头发制备双功能电催化剂的新方法，属于催化剂

技术介绍
燃料电池是一种将化学能通过化学反应直接转换为电能的发电装置，与传统的化石燃料燃烧相比，具有能量转换效率高、产物清洁、可持续发电的特点。然而燃料电池阴极氧还原反应所使用的Pt/C催化剂，由于价格昂贵、存量稀少、抗甲醇稳定性差、制备工艺复杂等种种缺点，极大的限制了燃料电池的大规模应用，因此，开发高效、稳定、廉价的氧还原反应催化剂，对于推动燃料电池广泛应用和缓解能源压力有重要意义。氢气由于其能量密度高、产物清洁无二氧化碳排放，越来越多的应用在石油化工行业和燃料电池中，在当前的制备技术中，电解水制氢效率高、工艺简单、技术可靠，但由于阳极氧析出反应常用的催化剂IrO2或RuO2昂贵稀少、且稳定性较差，限制了电解水制氢的大规模应用。可充放电空气电池是未来便携设备、电动车的能源发展方向，其中，氧还原反应和氧析出反应分别对应放电和充电过程。当前研究中制备的催化剂多为单一功能催化剂，只能满足单一的氧还原反应催化需求或者氧析出催化需求，这样会增加可充放电空气电池这种具有双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用头发制备双功能电催化剂的方法，其特征在于，在惰性气体氛围下，生物质头发经由清洗、预碳化、添加活化剂和掺杂的化合物并进行活化和高温热解过程，得到异原子掺杂的等级孔碳材料双功能催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种采用头发制备双功能电催化剂的方法，其特征在于，在惰性气体氛围下，生物质头发经由清洗、预碳化、添加活化剂和掺杂的化合物并进行活化和高温热解过程，得到异原子掺杂的等级孔碳材料双功能催化剂。2.按照权利要求1的一种采用头发制备双功能电催化剂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将清洗的头发作为前驱体，在保护气体氛围的程序升温管式炉中预碳化，将预碳化后的产物研磨，得到粉末1；(2)加入一定质量比的活化剂和掺杂的化合物，研磨，在惰性气体氛围的程序升温管式炉中高温活化，活化后的产品经酸洗、水洗、抽滤、真空干燥，得到粉末2；(3)将粉末2在程序升温管式炉中高温碳化，即可得到以头发为原料制备的双功能电催化剂粉末。3.按照权利要求2的一种采用头发制备双功能电催化剂的方法，其特征在于，在步骤(1)之前进行预处理：将头发洗净切成小段置于管式炉中，在对管式炉进行升温以前，先抽真空，以便去除体系中吸附的气体和其他杂质，通入惰性气体。4.按照权利要求2的一种采用头发制备双功能电催化剂的方法，其特征在于，步骤(1)、(2)、(3)保护气为惰性气体，氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气或氡气。5.按照权利要求2的一种采用头发制备双功能电催化剂的方法，其特征在于，步骤(1)预...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹达鹏，黄龙跃，吕延龙，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11