一种Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂的制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，且公开了一种Fe‑N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂，介孔碳均匀丰富的分级介孔结构，比表面积更高，有利于氧还原反应过程中物质的传输，N掺杂在介孔碳中，主要以吡啶氮和石墨氮的活性结构存在，石墨氮结构可以改善介孔碳基体的电荷排布和导电性，吡啶氮结构与Fe纳米粒子形成FeN

【技术实现步骤摘要】
一种Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂的制备和应用
本专利技术涉及燃料电池
，具体为一种Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂的制备和应用。
技术介绍
燃料电池是一种新型高效的能量转换和存储技术，如氢气燃料电池，甲醇燃料电池等，具有能量密度高、绿色环保等优点备受关注，燃料电池的电极反应主要是阳极析氧和阴极氧还原反应，但是阴极氧还原反应的动力学反应缓慢，导致过电位很高，严重限制了燃料电池的技术发展和实际应用，目前商业化的氧还原反应催化剂主要是价格昂贵、储量稀少的铂基贵金属催化剂，因此需要开发成本低廉、高催化活性的非贵金属催化剂。多孔碳材料具有丰富的孔道结构，比表面积巨大，电化学性质优良，可以作为催化剂载体，在锂离子电池、超级电容器等电催化领域具有广泛的应用，其中金属-氮-碳类催化剂，如Fe-N-C类催化剂，其独特的电子结构和性质，具有丰富位点活性FeN4和C-N的氧还原催化活性位点，是最有发展前景的氧还原催化剂，因此研究和合成新型高效、廉价易得的Fe-N-C氧还原催化剂成为研究热点和难点。(一)解决的技术问题针对现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂，其特征在于：所述Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂的制备的方法如下：/n(1)向烧杯中加入去离子水和β-环糊精，加入氢氧化钾直至β-环糊精溶解，置于恒温水浴锅中，加热至40-70℃，再加入乙二胺，然后滴加加入环氧氯丙烷，搅拌反应2-4h，得到氨基化β-环糊精；/n(2)向烧杯中加入乙二醇溶剂和氨基化β-环糊精，超声至分散均匀，置于于恒温水浴锅中，加热至40-60℃，加入二硫化碳，回流反应12-24h，得到二硫代氨基甲酸化环糊精；/n(3)向烧杯中加入去离子水、铁化合物和二硫代氨基甲酸化环糊精，超声至分散均匀，搅拌2-4h，然后静置吸附24-48h，得...

【技术特征摘要】
1.一种Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂，其特征在于：所述Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂的制备的方法如下：
(1)向烧杯中加入去离子水和β-环糊精，加入氢氧化钾直至β-环糊精溶解，置于恒温水浴锅中，加热至40-70℃，再加入乙二胺，然后滴加加入环氧氯丙烷，搅拌反应2-4h，得到氨基化β-环糊精；
(2)向烧杯中加入乙二醇溶剂和氨基化β-环糊精，超声至分散均匀，置于于恒温水浴锅中，加热至40-60℃，加入二硫化碳，回流反应12-24h，得到二硫代氨基甲酸化环糊精；
(3)向烧杯中加入去离子水、铁化合物和二硫代氨基甲酸化环糊精，超声至分散均匀，搅拌2-4h，然后静置吸附24-48h，得到Fe3+-二硫代氨基甲酸化环糊精螯合物；
(4)将Fe3+-二硫代氨基甲酸化环糊精螯合物和氢氧化钾混合均匀，置于气氛管式炉中进行煅烧，得到Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化剂。


2.根据权利要求1所述的Fe-N共掺杂介孔碳的氧还原催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继楷，
申请(专利权)人：杭州楚佩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33