一种吡啶氮掺杂的氢取代共轭碳材料在氧还原中的应用制造技术

本发明专利技术属于电催化领域，具体涉及一种新型氮掺杂的氢取代共轭碳二维材料在氧还原反应中的应用。此新型氢取代共轭碳采用炔键将苯环连接而成，其中部分苯环中的碳原子与氢相连，因此氮可以选择性取代苯环上与氢相连的碳原子，形成吡啶氮，有利于催化氧还原反应。本发明专利技术利用在铜片的表面合成的氢取代共轭碳材料进行氮掺杂，作为氧还原反应催化剂，表现出了优异的电化学性能，包括超高的催化活性，杰出的稳定性和较好的抗中毒能力。研究结果表明这种吡啶氮掺杂的新型氢取代共轭碳材料是一种非常有潜力的燃料电池阴极催化剂材料，并可用做金属空气电池的正极材料。

【技术实现步骤摘要】
一种吡啶氮掺杂的氢取代共轭碳材料在氧还原中的应用
本专利技术属电催化领域，具体涉及一种新型氮掺杂氢取代共轭碳材料在氧还原反应中的应用。
技术介绍
随着世界能源和环境问题的日益严重，对新型能源装置的需求极为迫切。作为其中重要组成部分的燃料电池和金属空气电池，受到了极大的关注。在燃料电池和金属空气电池中都存在一个重要的反应，即氧还原反应。氧还原反应动力学缓慢，需要有效的催化剂提高其反应速度。传统的氧还原反应电催化剂为贵金属铂，然而铂的储量有限、价格昂贵，限制了相关新能源装置的广泛应用。近年来的研究表明，氮取代的碳材料中，通过氮的掺杂改变与之相连碳原子的电子结构及电子自旋密度，使得这种氮取代的碳材料也具有较好的氧还原催化性能，有潜力取代贵金属铂（Chem.Rev.2015,115(11),4823-4892；EnergyEnviron.Sci.2011,4(9),3167-3192）。在这种氮取代的碳材料中，氮原子主要以吡啶型、吡咯型和石墨型存在。最近的文献报导指出，在氮掺杂的碳材料中，吡啶型氮可以制造氧还原反应活性位点，是有效的掺杂形式（Science2016,351(6271),361本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吡啶氮掺杂的新型氢取代共轭碳材料在氧还原反应中的应用，其特征是：所述的应用是将新型氢取代共轭碳二维材料进行氮掺杂作为氧还原反应催化剂使用。

【技术特征摘要】
1.一种吡啶氮掺杂的新型氢取代共轭碳材料在氧还原反应中的应用，其特征是：所述的应用是将新型氢取代共轭碳二维材料进行氮掺杂作为氧还原反应催化剂使用。2.根据权利要求1所述的新型氢取代共轭碳二维材料，其特征是：苯环以炔键相连，且苯环上的部分碳原子与氢相连，即苯环的碳原子分别连接炔键和氢原子，材料具有共轭型，同时氮原子容易取代与氢相连的碳原子，形成吡啶氮。3.根据权利要求1所述的吡啶氮掺杂的新型氢取代共轭碳二维材料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄长水，吕青，司文燕，何建江，王宁，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37