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氮自掺杂多孔石墨碳MFCs空气阴极催化剂的制备方法技术

技术编号:26795944 阅读:45 留言:0更新日期:2020-12-22 17:12
本发明专利技术公开了氮自掺杂多孔石墨碳MFCs空气阴极催化剂的制备方法。本发明专利技术利用废弃的山竹果皮生物质来制备多孔石墨生物质碳,利用了生物质材料中本身含有的氮元素进行掺杂而不需要外加氮源,结合KOH的活化和Co

【技术实现步骤摘要】
氮自掺杂多孔石墨碳MFCs空气阴极催化剂的制备方法
本专利技术涉及微生物燃料电池领域,具体涉及氮自掺杂多孔石墨碳MFCs空气阴极催化剂的制备方法。
技术介绍
微生物燃料电池(MicrobialFuelCells,MFCs)是一种处理废水中有机物的同时又可产生电能的“绿色”技术,在可持续发展和新能源开发领域上具有重要意义。空气阴极MFCs以其结构简单,效率高,成本低廉等优点,是MFCs主要的研究方向之一。现有的空气阴极MFCS也存在缺点,如:氧还原反应(ORR)的动力学迟缓,高的过电势以及氧气的传质阻力导致空气阴极MFCs的ORR性能差。因此,开发出高效,低成本,稳定性好的空气阴极氧还原催化剂,对于MFCs的大规模应用至关重要。现有技术开发出了多种空气阴极氧还原催化剂,贵金属铂(Pt)基催化剂具有高电催化活性,是MFCs研究和应用较多的一种氧还原催化剂。但是Pt的成本昂贵,生产和使用成本较高,难以进行大规模生产应用。碳基材料被认为是Pt基催化剂的最佳替代品之一。碳基催化剂的比表面积和孔结构是影响ORR性能的重要因素。...

【技术保护点】
1.氮自掺杂多孔石墨碳MFCs空气阴极催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:/nS1.将山竹果皮反复用去离子水洗涤,然后在100-120℃下干燥,将干燥后的山竹果皮粉碎成粉末,得到产物A;/nS2.将产物A在氮气保护下,以5-8℃/min的加热速率加热至400℃,然后热解2-3h,得到深黑色产物,研磨后得到产物B;/nS3.将产物B加入到CoCl

【技术特征摘要】
1.氮自掺杂多孔石墨碳MFCs空气阴极催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.将山竹果皮反复用去离子水洗涤,然后在100-120℃下干燥,将干燥后的山竹果皮粉碎成粉末,得到产物A;
S2.将产物A在氮气保护下,以5-8℃/min的加热速率加热至400℃,然后热解2-3h,得到深黑色产物,研磨后得到产物B;
S3.将产物B加入到CoCl2水溶液中,在搅拌的条件下浸泡6-10h,然后固液分离取固相,干燥后加入KOH溶液中,在搅拌状态下反应6-10h,再次分离出固相,干燥后得到产物C;
S4.将产物C在在氮气的保护下,以5-8℃/min的加热速率加热至600-850℃,然后煅烧2-3h,得到黑色的产物D;
S5.将产物D浸入HCl溶液中反应8-12小时,然后分离固相使用去离子水反复洗涤至中性,干燥后得到氮自掺杂多孔石墨碳...

【专利技术属性】
技术研发人员:张智查正太张媛姚娟娟付国楷周远航石雪平陈诗浩蔡芳芳周顺常瑞庭
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:重庆;50

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