基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法，以碳纤维布为基体，以硫酸和苯胺为原料，采用电化学聚合方法制备碳纤维布载聚苯胺前驱体；在保护气氛下，在该碳纤维布载聚苯胺前驱体两端通电，利用焦耳热产生的高温热解得到碳基电催化剂。本发明专利技术将电流直接通入到前驱体两侧，提高了热量利用率；电流瞬间通入并使前驱体达到高温状态，缩短了热解时间，避免了常规利用电炉热解存在的热量利用不集中、热解时间过长的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法
本专利技术涉及一种低成本的碳基电催化剂的制备方法，具体是指利用焦耳热热解碳纤维布载聚苯胺前驱体制备碳基电催化剂，属材料制备和电化学领域。
技术介绍
燃料电池(FuelCell,FC)是一种环境友好且高效率的新能源发电装置，其电能来源于阳极端燃料和阴极端氧化剂所蕴含的化学能。FC的氧化剂有氧气(O2)、空气或过氧化氢(H2O2)三种。由于太空、水下等环境中的O2或空气量匮乏，因此，以H2O2作为氧化剂的FC在这些无氧环境中备受青睐。以H2O2为氧化剂的FC通常表现出更佳的电输出性能，这是因为H2O2能够直接溶于液相中，传质过程较快，而O2气体在液相中的溶解、扩散以及吸附过程均较为缓慢，限制了氧还原(OxygenReductionReaction,ORR)的传质速率。不仅如此，相比于ORR的4电子反应，H2O2电还原反应仅转移2电子，因而具有更快的反应动力学过程。迄今为止，已报道的用于酸性介质中H2O2电还原的催化剂有如下三类：一、钯、铂、金等贵金属；二、过渡金属大环配合物；三、非金属碳基材料。其中，贵金属的催化活性最为优异，研究最为广泛，但其存在成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法，其特征在于它以碳纤维布为基体，以硫酸和苯胺为原料，采用电化学聚合方法制备碳纤维布载聚苯胺前驱体；在保护气氛下，在该碳纤维布载聚苯胺前驱体两端通电，利用焦耳热产生的高温热解得到碳基电催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法，其特征在于它以碳纤维布为基体，以硫酸和苯胺为原料，采用电化学聚合方法制备碳纤维布载聚苯胺前驱体；在保护气氛下，在该碳纤维布载聚苯胺前驱体两端通电，利用焦耳热产生的高温热解得到碳基电催化剂。2.根据权利要求1所述的一种基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法，其特征在于所述的苯胺与稀硫酸溶液体积比为0.01:1-0.05:1；其中，稀硫酸浓度为0.5-3.0mol/L。3.根据权利要求1所述的一种基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法，其特征在于所述碳纤维布载聚苯胺前驱体两端分别与导体相接触。4.根据权利要求1所述的一种基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法，其特征在于所述的通电电位为4-6V，通电时间为5-12.5min。5.根据权利要求1所述的一种基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法，其特征在于所述的通电电流密度为2.8-5.0A/cm2。6.根据权利要求1所述的一种基于焦耳热热解制备碳基电催化剂的方法，其特征在于所述焦耳热热解的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭芬，许宏武，刘义，颜家保，鲁礼林，雷杨，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42