一种Fe-Cl-N-C碳基催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开一种Fe‑Cl‑N‑C碳基催化剂的制备方法，属于新能源材料技术领域；本发明专利技术是由不同浓度引发剂调控前驱体（聚苯胺）形貌结构，随后抽滤、真空干燥、在氮气气氛、加热条件下经过两次热处理，最后制得Fe‑Cl‑N‑C碳基催化剂；本发明专利技术方法制备的Fe‑Cl‑N‑C碳基催化剂可作为燃料电池的阴极氧还原（ORR）催化剂；本发明专利技术所用原材料易得且价格低廉，工艺简单，适用于工业化规模生产；本发明专利技术所制备的Fe‑N‑C催化剂在碱性条件下显示出高于Pt/C催化剂的氧还原活性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种Fe-Cl-N-C碳基催化剂的制备方法及应用
本专利技术涉及一种制备高催化活性的Fe-Cl-N-C阴极电催化剂的方法及应用，属于新能源材料

技术介绍
开发替代能源对于应对日益增长的全球能源需求所面临的挑战至关重要。氢燃料可以通过燃料电池技术直接由化学能以高效率转化为电能，而且反应产物只释放出水。目前燃料电池技术的一个重要缺点是催化阴极上的氧还原反应（ORR）所需的铂族金属（PGM）电催化剂含量高，由于贵金属资源有限、价格昂贵、使用寿命短易中毒且稳定性差。为突破这一瓶颈，在开发经济高效的，无PGM的电催化剂对推动燃料电池的商业化应用具有重要意。目前无PGM的电催化剂已取得了显著进展，该催化剂由廉价、资源丰富、容易获得的材料（例如铁，氮和碳（Fe-N-C））合成。在无PGM电催化剂中Fe-N-C电催化剂表现最为突出，目前它已具有接近甚至超过贵金属催化剂的ORR活性，但是Fe-N-C碳基催化的活性中心还存在争议，往往需要借助各种模板才能获得较好的形貌。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Fe-Cl-N-C碳基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将苯胺添加到氯化铁-高氯酸溶液中，超声分散混匀后，将引发剂-高氯酸溶液滴加到苯胺分散液中，搅拌混匀后，低温静置24h，抽滤、洗涤，然后将洗涤产物置于70～90℃下真空干燥10～15h，制得Fe-Cl-N-C催化剂的前驱体；/n（2）将步骤（1）前驱体放入管式炉中，在氮气气氛、800～1000℃下保温1～2h后，降温至室温，得到初步热处理Fe-Cl-N-C材料；/n（3）将步骤（2）初步热处理Fe-Cl-N-C材料置于0.4～0.6mol/L的硫酸溶液中蚀刻7～9h，然后抽滤，抽滤产物无水乙醇和蒸馏水交替洗涤后7...

【技术特征摘要】
1.一种Fe-Cl-N-C碳基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将苯胺添加到氯化铁-高氯酸溶液中，超声分散混匀后，将引发剂-高氯酸溶液滴加到苯胺分散液中，搅拌混匀后，低温静置24h，抽滤、洗涤，然后将洗涤产物置于70～90℃下真空干燥10～15h，制得Fe-Cl-N-C催化剂的前驱体；
（2）将步骤（1）前驱体放入管式炉中，在氮气气氛、800～1000℃下保温1～2h后，降温至室温，得到初步热处理Fe-Cl-N-C材料；
（3）将步骤（2）初步热处理Fe-Cl-N-C材料置于0.4～0.6mol/L的硫酸溶液中蚀刻7～9h，然后抽滤，抽滤产物无水乙醇和蒸馏水交替洗涤后70～90℃下真空干燥10～15h；
（4）将步骤（3）干燥物置于管式炉中，在氮气气氛、800～1000℃下保温1～2h后，降温制得Fe-Cl-N-C催化剂。


2.根据权利要求1所述的Fe-Cl-N-C碳基催化剂的制备方法，其特征在于：苯胺纯度≥99.5%。


3.根据权利要求1所述的Fe-Cl-N-C碳基催化剂的制备方法，其特征在于：氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵常伟，张宇振，刘清波，郑堡峰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53