一种氮掺杂碳表面负载单核金属催化剂的制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种氮掺杂碳表面负载单核金属催化剂的制备方法及用途，该方法利用浸渍法在二氧化硅表面负载过渡金属盐，干燥后分散在乙二胺和四氯化碳溶液中，回流处理，所得黑色物在保护气氛中高温焙烧碳化后，用氢氟酸除去二氧化硅，即得氮掺杂碳表面负载的单核金属催化剂（M/NC，M=Fe,Co,Ni,Cu）。所制备的催化剂具有较高的比表面积、较高的活性、较高稳定性。该方法成分可控，纳米结构可控，为高比表面积以及良好的耐久性的氧还原电催化材料提供了很大的可能性。该方法简单易行，成本低廉，在电化学氧气还原反应中表现极好的催化性能，具有很好的工业应用前景。

Preparation method and application of nitrogen doped carbon surface supported mononuclear metal catalyst

The invention discloses a mononuclear metal catalyst loaded nitrogen doped carbon surface preparation method and application of the method of load transition metal salts on the surface of silica by impregnation, drying and then dispersed in ethylene diamine and carbon tetrachloride solution, reflux treatment, the black in protecting the calcination atmosphere after carbonization, removal of silica hydrofluoric acid to obtain the catalyst metal single nitrogen doped carbon surface load (M/NC, M=Fe, Co, Ni, Cu). The prepared catalyst has high specific surface area, high activity and high stability. The method is controllable in composition and controllable in nanostructure, which provides great possibility for high specific surface area and good durability of oxygen reduction electrocatalytic materials. The method is simple, low cost, excellent catalytic performance in electrochemical oxygen reduction reaction, and has a very good industrial application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂碳表面负载单核金属催化剂的制备方法及用途
本专利技术涉及一种氮掺杂碳表面负载单核金属催化剂的制备方法及用途。
技术介绍
能源问题是21世纪最大的问题之一，是经济增长与社会发展的重要物质基础。应对传统化石燃料消耗所引起的能源危机和环境问题的方法主要有两种：其一是提高化石燃料利用效率，延缓燃料耗竭时间，短期缓解能源紧张；其二是探索发展可再生能源技术，从根本上解除对化石燃料的依靠。随着第二次工业革命，人类迈入电气化时代，电能的整合与利用尤为关键。随着人口的增多和经济的发展,能源需求越来越大。越来越多的科学研究者们已经不遗余力地寻找可持续能源设备，如燃料电池,太阳能电池,金属-空气电池,锂离子电池,超级电容器等等。相比于传统热机，燃料电池是一种工作效率高，对环境友好，应答速度快的新型发电装置,它可直接将化学能转化为电能,效率很高,因此其成为21世纪的主要能源已是大势所趋，因不受卡诺循环限制，其电能转换效率在45％～60％，而火力发电和核电的效率大约在30％～40％。燃料电池作为环境友好型能源设备,受到了广泛的关注。但在燃料电池实现商业化应用的过程中,遇到的最大问题之一就是阴极氧还原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮掺杂碳表面负载单核金属催化剂的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：a、浸渍法：在二氧化硅表面负载金属盐为氯化铁、乙酰丙酮铁、氯化铜、氯化镍或氯化钴；b、将步骤a浸渍金属盐的二氧化硅在温度100‑150℃ 干燥后分散在乙二胺和四氯化碳混合液中，在温度60‑100℃回流处理6‑10h，得到混合物；c、将步骤b得到的混合物在氮气气氛中焙烧3‑8 h，用氢氟酸除去二氧化硅；d、将步骤c得到的产物洗涤干燥，即得氮掺杂碳表面负载的单核金属催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳表面负载单核金属催化剂的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：a、浸渍法：在二氧化硅表面负载金属盐为氯化铁、乙酰丙酮铁、氯化铜、氯化镍或氯化钴；b、将步骤a浸渍金属盐的二氧化硅在温度100-150℃干燥后分散在乙二胺和四氯化碳混合液中，在温度60-100℃回流处理6-10h，得到混合物；c、将步骤b得到的混合物在氮气气氛中焙烧3-8h...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡广志，沈行加，夏木西卡玛尔·买买提，覃丹凤，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：新疆,65