一种模板制备铁氮碳催化剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种模板制备铁氮碳催化剂的方法，该催化剂是通过加热碳化富氮铁配位聚合物前驱体，再除去牺牲模板获得；其主要步骤包括：选取三聚氰胺作为氮源，溶于去离子水中，加热搅拌，加入甲醛和铁盐，调控其溶液至酸性，原位聚合得到富氮铁配位聚合物前驱体；将前驱体干燥并与牺牲模板混合均匀后，放入石英管置于管式炉中，通入氮气保护，高温碳化得到催化剂颗粒；收集颗粒，除去牺牲模板，超声，过滤，去离子水洗涤；将催化剂干燥后得到富氮高比表面积的铁氮碳催化剂。此催化剂的制备方法简单，易于操作，原料易得，绿色环保，产物氧还原催化活性高，稳定性好，可用于燃料电池阴极催化剂领域，适合工业化生产。

A method of template preparation of iron nitrogen carbon catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种模板制备铁氮碳催化剂的方法
本专利技术属于新能源材料及电化学领域，涉及一种燃料电池阴极氧还原催化剂的制备方法，具体涉及到一种模板法制备富氮高比表面积的铁氮碳催化剂的方法。
技术介绍
氧还原反应(ORR)是一种基本反应，在燃料电池、金属空气电池和其它电化学能源技术等各种应用中具有至关重要的作用。这种反应的缓慢而复杂的动力学需要使用贵重的铂催化剂以避免高效极化损失，从而导致这些能量转换/存储设备的成本大幅增加，尤其是在燃料电池技术中。但即便贵金属铂催化剂的阴极氧还原催化活性也远低于阳极的氧化反应。上述极化损失的主要原因是催化剂的结构优化不合理和催化活性偏低。因此，发展一种制备工艺简单，原料广泛，成本低，环境友好，催化性能高，稳定好的非贵金属阴极氧还原催化剂对于这些技术的实际应用是至关重要的(JournalofPowerSources375(2018)222-232)。随着技术的发展，研究者已经积极地寻求各种替代催化剂，包括非贵金属和无金属催化剂。在非贵金属催化剂中，已经发现过渡金属配位的氮纳米碳材料(M/N-C，M＝Fe，Co等)对OR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模板制备铁氮碳催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：称取三聚氰胺，溶于去离子水溶液中，加热磁力搅拌均匀，然后依次加入甲醛、铁源，调控溶液至酸性pH＝2～6，得到前驱体；/n步骤2：将步骤1所得前驱体干燥后，与牺牲模板混合均匀，放入石英管置于立式管式炉中，反应温度设置在600～1100℃之间，升温速率为2～20℃/min，通入流速5～100L/h氮气保护，前驱体在管式炉高温区碳化形成纳米团簇，碳化结束纳米团簇形成氮掺杂碳包铁纳米颗粒产物；/n步骤3：将步骤2得到的氮掺杂碳包铁纳米颗粒置于酸性溶液中，超声处理时间6～12h，去离子水多次洗涤后过滤，干燥6～24h，最后得到铁氮...

【技术特征摘要】
1.一种模板制备铁氮碳催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：称取三聚氰胺，溶于去离子水溶液中，加热磁力搅拌均匀，然后依次加入甲醛、铁源，调控溶液至酸性pH＝2～6，得到前驱体；
步骤2：将步骤1所得前驱体干燥后，与牺牲模板混合均匀，放入石英管置于立式管式炉中，反应温度设置在600～1100℃之间，升温速率为2～20℃/min，通入流速5～100L/h氮气保护，前驱体在管式炉高温区碳化形成纳米团簇，碳化结束纳米团簇形成氮掺杂碳包铁纳米颗粒产物；
步骤3：将步骤2得到的氮掺杂碳包铁纳米颗粒置于酸性溶液中，超声处理时间6～12h，去离子水多次洗涤后过滤，干燥6～24h，最后得到铁氮碳催化剂。


2.如权利要求1所述的模板制备铁氮碳催化剂的方法，其特征在于，所述步骤1中三聚氰胺与甲醛的...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛赵旻，李俊，甘祖忠，黄欢，牛睿梁，韩志伟，王格，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31