The invention provides a method for preparing a whole carbon aerogel catalyst with high oxygen reduction property by polymerization and carbonization of p-nitrophenol and concentrated sulfuric acid, belonging to the field of new material technology. The invention relates to a mixture of p-nitroaniline and concentrated sulfuric acid proportionally, in a tubular furnace under the protection of inert gas, from 700 to 1100 DEG C carbonization, cooling to room temperature after removing the black gas gel products, to obtain high performance of oxygen reduction of N, S doped carbon aerogel catalyst. Electrochemical tests showed that the catalyst prepared by the method is better than traditional commercial Pt/C oxygen reduction performance as catalyst materials used in fuel cell oxygen reduction catalyst, with high catalytic activity, low cost, easy to large scale production, the advantages of clean and environmental protection.
【技术实现步骤摘要】
高氧还原性能N、S掺杂全碳气凝胶催化剂的制备方法
本专利技术涉及新材料
,具体为一种高氧还原性能N、S掺杂全碳气凝胶催化剂的制备方法。
技术介绍
能源是现代社会运行的基础,是国民经济的命脉,是推动世界发展的最基本的驱动力,是当今人类赖以生存的基础。传统的能源体系主要由煤、石油、天然气等化石燃料组成。化石燃料的过度使用也造成了环境污染、全球气候变化等一系列严峻的生态问题。因此,应对能源和环境的双重危机,是二十一世纪世界各国共同面临的挑战。燃料电池(FuelCell)是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置,具有能量转换效率高、污染小、燃料多样化、噪声低等优点。燃料电池清洁、高效的特点使世界各国越来越重视对其的研究。尽管燃料电池的研究己经持续了一个多世纪,但它的大规模商业化应用还面临诸多挑战,其中,高昂的成本是阻碍燃料电池发展的致命因素之一。因此,开发高活性、低价格的燃料电池电催化剂,对于有效降低电池成本,实现其大规模应用具有十分重要的意义,也对燃料电池的研发提出了明确的目标和方向。目前,碳载铂及铂合金催化剂是性能最好、使用最广泛的燃料电池氧还原催化剂,但是由于其价格昂贵、资源有限、抗甲醇中毒能力差等问题严重制约了燃料电池技术的发展和商业化进程,因此研究低价、高效的非铂及非贵金属(非金属)氧还原催化剂材料已成为低温燃料电池发展的重要话题。近几年的研究发现,一些不含金属的碳基氮材料可以表现出比贵金属催化剂更好的氧还原活性。受到世界各国政府与科学家的关注。因此,如何制备得到比表面积大、催化性能高、成本低廉是本领域所面临的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的 ...
【技术保护点】
高氧还原性能N、S掺杂全碳气凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,将对硝基苯胺和浓硫酸按照1:0.5~1:3(g:mL)的比例均匀混合,然后置于管式炉中,气氛保护下,升温至700~1100 ℃碳化处理0.5~3h;降温到室温后取出黑色气凝胶状产物,即得到比表面积为1500~2500m
【技术特征摘要】
1.高氧还原性能N、S掺杂全碳气凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,将对硝基苯胺和浓硫酸按照1:0.5~1:3(g:mL)的比例均匀混合,然后置于管式炉中,气氛保护下,升温至700~1100℃碳化处理0.5~3h;降温到室温后取出黑色气凝胶状产物,即得到比表面积为1500~2500m2/g的N、S掺杂全碳气凝胶催化剂。2.如权利要求1所述的高氧还原性能N、S掺杂全碳气凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,对硝基苯胺和浓硫酸的比例为1:1~1:2(g:mL)。3.如权利要求2所述高氧还原性能N、S掺杂全碳气凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,对硝基苯胺和浓硫酸的比例为1:1(g:mL)。4.如权利要求1~3任一项所述高氧还原性能N、S掺杂全碳气凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,所述碳化在惰性气体保护下进行。5.如权利要求4所述高氧还原性能N、S掺杂全碳气凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,所述惰性气体采用氮气或氩气或氮气...
【专利技术属性】
技术研发人员:李永锋,赵聃,司马林,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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