一种基于煤/重油加氢共炼残渣的掺杂多孔碳及其应用制造技术

本发明专利技术公开一种基于煤/重油加氢共炼残渣的掺杂多孔碳，其制备方法包括如下步骤：将煤/重油加氢共炼残渣、硫脲、去离子水加入反应釜进行水热活化；将水热活化产物离心分离、洗涤干燥并研磨，得到富N/S前驱体；将富N/S前驱体和氢氧化钾混合研磨均匀，得到混合物粉末；将混合物粉末置于磁舟并放入管式炉，在惰性气体下进行高温活化；将高温活化产物酸洗、干燥、研磨即得掺杂多孔碳。本发明专利技术的两步活化法可有效调控煤/重油加氢共炼残渣碳网络的形貌和孔结构，从而改善ORR催化中心的暴露和反应物的传质过程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于煤/重油加氢共炼残渣的掺杂多孔碳及其应用
本专利技术涉及燃料电池催化剂材料
，特别涉及一种基于煤/重油加氢共炼残渣的掺杂多孔碳及其应用。
技术介绍
燃料电池具有能量转换效率高、可再生且环境友好的特点，是新一代的清洁能源转换装置。为了实现燃料电池的大规模应用，必须开发经济、高效的氧还原反应(ORR)催化剂。目前最先进的铂基催化剂能有效活化高键能的氧-氧双键，但其大规模应用仍受到成本高、储量少、耐久性差的限制。越来越多的工作被投入到寻找替代铂基材料的非贵金属催化剂中。在这一方面，碳基材料具有成本低、资源丰富、稳定性好等优势。然而，大多数碳基材料缺乏足够的催化中心，导致ORR活性低于铂基催化剂。在碳基材料中掺入硼(B)、氮(N)、硫(S)、磷(P)等杂原子可以改变相邻碳(C)原子的电荷密度、自旋密度和成键结构，有利于ORR催化中心的形成和反应自由能垒的降低。同时，引入具有良好的氧化还原活性和电子调节作用的过渡金属(Fe、Co、Ni等)及其衍生物，将有助于增加氧气的吸附和反应性。其中，氮和过渡金属结合形成的M-Nx结构被认为是ORR活性提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于煤/重油加氢共炼残渣的掺杂多孔碳，其特征在于其制备方法包括如下步骤：/n(1)将煤/重油加氢共炼残渣、硫脲、去离子水加入反应釜进行水热活化；/n(2)将水热活化产物离心分离、洗涤干燥并研磨，得到富N/S前驱体；/n(3)将富N/S前驱体和氢氧化钾混合研磨均匀，得到混合物粉末；/n(4)将混合物粉末置于磁舟并放入管式炉，在惰性气体下进行高温活化；/n(5)将高温活化产物酸洗、干燥、研磨即得掺杂多孔碳。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于煤/重油加氢共炼残渣的掺杂多孔碳，其特征在于其制备方法包括如下步骤：
(1)将煤/重油加氢共炼残渣、硫脲、去离子水加入反应釜进行水热活化；
(2)将水热活化产物离心分离、洗涤干燥并研磨，得到富N/S前驱体；
(3)将富N/S前驱体和氢氧化钾混合研磨均匀，得到混合物粉末；
(4)将混合物粉末置于磁舟并放入管式炉，在惰性气体下进行高温活化；
(5)将高温活化产物酸洗、干燥、研磨即得掺杂多孔碳。


2.根据权利要求1所述的基于煤/重油加氢共炼残渣的掺杂多孔碳，其特征在于：所述步骤(1)中煤/重油加氢共炼残渣和硫脲的质量比为1:(0～5)；水热活化的温度为90～190℃，反应时间为0.5～48h。


3.根据权利要求1所述的一种基于煤/重油加氢共炼残渣的掺杂多孔碳，其特征在于：所述步骤(2)中离心分离的转速为1000～8000rpm，时间为1～60min；洗涤用到的试剂分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传，黄天祥，邓文安，戴昉纳，杜峰，罗辉，李庶峰，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37