一种马勃生物质碳基氧还原催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种马勃生物质碳基氧还原催化剂及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：步骤1、清洗马勃中的马勃孢子粉并烘干；步骤2、将烘干后的马勃孢子粉置于非密封环境中160‑300℃下预氧化1～4h；步骤3、步骤2的产物放入密封环境中，在氨气气氛下700～1100℃热处理1～3h，得到催化剂。本方法采用预氧化与氨气氛围碳化相结合的方式制备碳材料氧还原催化剂，工艺简单，制备快速高效，成本低廉，设备要求低，具有产业化的潜力。预氧化可以使得有机碳链初步形成环形结构，显著提升材料的热稳定性，防止在高温碳化过程中材料发生剧烈收缩。在氨气氛围下高温碳化可以调控产品中氮元素掺杂的含量和种类，从而进一步提升了氧还原催化性能。

A Carbon-based Oxygen Reduction Catalyst for Mabo Biomass and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a carbon-based oxygen reduction catalyst for Mabo biomass, a preparation method and application thereof. The method consists of the following steps: step 1, cleaning and drying of the spore powder of Burdock; step 2, pre-oxidation of the dried powder of Burdock spore for 1-4 hours at 160 300 C in an unsealed environment; step 3, and step 2 products in a sealed environment, heat treatment for 1-3 hours at 700-1100 C in an ammonia atmosphere, to obtain the catalyst. This method combines pre-oxidation with ammonia atmosphere carbonization to prepare carbon material oxygen reduction catalyst. The process is simple, the preparation is fast and efficient, the cost is low, the equipment requirements are low, and it has the potential of industrialization. Pre-oxidation can make the organic carbon chain initially form a ring structure, significantly improve the thermal stability of the material, and prevent sharp shrinkage of the material during high temperature carbonization. High temperature carbonization in ammonia atmosphere can regulate the content and types of nitrogen doping in products, thus further improving the catalytic performance of oxygen reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种马勃生物质碳基氧还原催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于化学合成领域，具体是一种马勃生物质碳基氧还原催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人口的不断增长，地球的能源危机日益尖锐。燃料电池是一种高效的环保的电池能源，以氢气作为燃料，以氧气作为氧化剂，可以直接将化学能转换为电能。但是燃料电池缓慢的阴极氧还原反应和昂贵的Pt基催化剂限制了其产业化进程。因此研发成本低廉、高效的非Pt基氧还原催化剂以取代昂贵的Pt基催化剂是目前实现燃料电池产业化的关键。文献《WangK,WangH,JiS,etal.Biomass-derivedactivatedcarbonashigh-performancenon-preciouselectrocatalystforoxygenreduction[J].RSCAdvances,2013,3(30):12039-12042》中报道了以鸡蛋作为前驱体成功制备的氧还原催化剂具有较高的催化活性，揭示了生物质碳材料作为氧还原催化剂的可能性。马勃是一种灰包科真菌并广发分布于世界各地，含有丰富的生物活性物质，常常作为中药材使用。由于其含有丰富的N、P、S等微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马勃生物质碳基氧还原催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、清洗马勃中的马勃孢子粉并烘干；步骤2、将烘干后的马勃孢子粉置于非密封环境中160‑300℃下预氧化1~4h；步骤3、步骤2的产物放入密封环境中，在氨气气氛下700~1100℃热处理1~3h，得到马勃生物质碳基氧还原催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种马勃生物质碳基氧还原催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、清洗马勃中的马勃孢子粉并烘干；步骤2、将烘干后的马勃孢子粉置于非密封环境中160-300℃下预氧化1~4h；步骤3、步骤2的产物放入密封环境中，在氨气气氛下700~1100℃热处理1~3h，得到马勃生物质碳基氧还原催化剂。2.根据权利要求1所述的马勃生物质碳基氧还原催化剂的制备方法，其特征在于步骤1中，清洗采用去离子水和乙醇交替冲洗马勃孢子粉。3.根据权利要求1所述的马勃生物质碳基氧还原催化剂的制备方法，其特征在于步骤1中，所述马勃是脱皮马勃...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏坤梅，高路遥，王明稳，李振环，曹磊，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12