一种杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于纳米新材料制备技术领域，涉及一种杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂。该纳米催化剂以聚膦腈微球为杂原子掺杂多孔碳微球前驱体，以有机或无机铁盐为磷化铁前驱体，经聚膦腈微球吸附铁盐并在惰性气氛下碳化制备。该催化剂催化活性和商业化Pt/C催化剂接近，廉价易得，同时，其催化稳定性、耐甲醇毒性、耐一氧化碳毒性等特性较商业化Pt/C催化剂更优。

【技术实现步骤摘要】
一种杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂及其制备方法
：本专利技术属于纳米新材料制备
，涉及的是一种纳米氧还原催化剂，具体是一种基于杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的纳米复合材料及其制备工艺。
技术介绍
：由于燃料电池、金属空气电池等电化学能源存储和转化装置具有清洁、安全、环保、高效等特点，使其在电动交通工具、移动电子产品等领域显示出广阔的应用空间，潜力巨大。然而，作为燃料电池以及金属空气电池的重要组成部分，其阴极氧还原反应的动力学过程非常缓慢，需要使用催化剂催化该过程。目前，性能最好的催化剂为贵金属催化剂，如Pt/C催化剂。然而，由于贵金属资源稀缺，价格昂贵，且贵金属催化剂的催化稳定性、耐甲醇毒性、耐一氧化碳毒性差，使其一直不能大规模推广应用。基于此，设计高效且廉价易得的非贵金属基催化剂成为必然选择。基于过渡金属化合物和碳材料的纳米复合材料具有较好的氧还原催化活性，因此，该类复合材料在氧还原催化领域获得广泛关注。过渡金属化合物具有良好的催化活性，但其导电性差。碳材料一方面具有良好的导电性，可作为导电载体；另一方面，碳材料本身结构中的掺杂结构、缺陷等为材料提供了丰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以六氯环三磷腈为第一共聚单体，以芳香多元胺或多元酚类单体为第二共聚单体，在反应溶剂和缚酸剂存在条件下，经超声或溶剂热反应方法制得聚膦腈微球；(2)将铁盐化合物和聚膦腈微球分别溶解或分散在溶剂中，使聚膦腈微球吸附铁盐化合物，吸附后的固体产物经离心、洗涤、干燥得吸附铁盐化合物的聚膦腈微球；(3)将吸附铁盐化合物的聚膦腈微球在惰性气氛下煅烧，得到杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以六氯环三磷腈为第一共聚单体，以芳香多元胺或多元酚类单体为第二共聚单体，在反应溶剂和缚酸剂存在条件下，经超声或溶剂热反应方法制得聚膦腈微球；(2)将铁盐化合物和聚膦腈微球分别溶解或分散在溶剂中，使聚膦腈微球吸附铁盐化合物，吸附后的固体产物经离心、洗涤、干燥得吸附铁盐化合物的聚膦腈微球；(3)将吸附铁盐化合物的聚膦腈微球在惰性气氛下煅烧，得到杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中芳香多元胺类第二共聚单体为对苯二胺、联苯胺、4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯砜的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中多元酚类第二共聚单体为对苯二酚、间苯三酚、4,4’-二羟基二苯砜、双酚A的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中缚酸剂为三乙胺、吡啶或C1～C3的烷氧基吡啶。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中六氯环三磷腈和第二共聚单体的摩尔比为1:0.5～1:5；优选的，所述缚酸剂和六氯环...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奎永，刘悦，刘涛，梁士明，王常春，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：发明
国别省市：山东,37