一种非贵金属催化剂及其制备方法技术

本申请公开了一种非贵金属催化剂及其制备方法，所述非贵金属催化剂由含有芳香腈化合物和金属氧化物的第一混合物在非活性气体和路易斯酸存在下，经热处理得到；其中，所述金属氧化物为纳米颗粒。本申请所提供的非贵金属催化剂具有良好的催化活性、抗甲醇性和稳定性，并且生产成本较低，能够在燃料电池中大规模生产应用。

【技术实现步骤摘要】
一种非贵金属催化剂及其制备方法
本申请涉及一种非贵金属催化剂及其制备方法，属于电化学能源领域。
技术介绍
质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、甲醇燃料电池以及金属空气电池是通过电化学反应的方式将燃料中的化学能直接转换成电能的装置。由于燃料电池具有高能量密度、高效率、噪音低、零排放等优点，受到广泛的关注。但是阴极氧还原反应较慢的动力学成为限制燃料电池的主要因素之一。虽然铂基催化剂是较好的阴极催化剂，但是其昂贵的价格和有限的资源等因素严重阻碍了燃料电池的商业化应用。因此开发具有较高性能及低成本的非贵金属催化剂成为氧还原催化剂研究领域最有前景的一种。中国专利CN101859906A报道了以氯化钴(CoCl2·6H2O)、氮源(三聚氰胺或者六次甲基四胺)、炭黑(乙炔黑或VulcanXC-72R)为原料合成非贵金属催化剂，该专利技术极大地降低了氧还原催化剂的制作成本，其催化剂在酸性条件下具有一定的氧还原活性。中国专利CN106784890A报道了利用氧掺杂g-C3N4与过渡金属盐制备纺丝液，并进行静电纺丝处理后高温处理，得到非贵金属催化剂在碱性环境中具有一定的氧还原活性。中国专利CN102698本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非贵金属催化剂，其特征在于，由含有芳香腈化合物和金属氧化物的第一混合物在非活性气体和路易斯酸存在下，经热处理得到；其中，所述金属氧化物为纳米颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种非贵金属催化剂，其特征在于，由含有芳香腈化合物和金属氧化物的第一混合物在非活性气体和路易斯酸存在下，经热处理得到；其中，所述金属氧化物为纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的非贵金属催化剂，其特征在于，所述芳香腈化合物选自邻苯二腈、间苯二腈、对苯二腈、间苯三腈、1,2,4,5-四氰基苯、2,2'-二氰基联苯、4,4-二腈基对三联苯、三(4-腈基苯基)胺、三(4-腈基苯基)苯、四(4-腈基苯基)金刚烷、5,5'-二腈基联吡啶、2,5-二氰基噻吩、2,6-吡啶二甲腈中的至少一种；优选地，所述金属氧化物选自铁的氧化物、钴的氧化物、镍的氧化物、铜的氧化物、锌的氧化物、锰的氧化物、铬的氧化物中的至少一种；优选地，所述金属氧化物选自Fe2O3、Fe3O4、CoO中的至少一种；优选地，所述金属氧化物的粒径范围为10～300nm；所述非贵金属催化剂具有介孔结构和微孔结构，其中，微孔的孔径范围为1.2～2nm，介孔的孔径范围为2～10nm；优选地，所述路易斯酸为无机盐；所述无机盐选自无水氯化铝、无水氯化铁、无水氯化锌中的至少一种。3.权利要求1至2任一项所述的非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将含有芳香腈化合物和金属氧化物的第一混合物置于非活性气氛中，与路易斯酸混合，得到第二混合物；b)将第二混合物置于非活性气氛中进行热处理，得到所述非贵金属催化剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述芳香腈化合物与金属氧化物的摩尔比为30～1：1；所述路易斯酸与芳香腈化合物的摩尔比为30～1：1；优选地，步骤a)中所述非...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文木，囤荣敏，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35