一种基于中阶煤的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于中阶煤的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用，该方法以中阶煤为原料，将球磨得到的中阶煤粉末先后置于加入了少量乙醇的碱和酸溶液中处理，然后将其与氮掺杂剂球磨混合，再将得到的混合物与活化剂研磨混合，通过低温活化与高温热解的一步程序升温

【技术实现步骤摘要】
一种基于中阶煤的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及碳材料和催化领域，具体涉及一种基于中阶煤的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]氧还原反应(ORR)一般指代氧气的还原反应，是燃料电池阴极上的主要反应，氧气分子在这一过程中被还原，其在燃料电池工作总过程中显示出最大的电化学动力学损失，反应进程较为缓慢，因此其为燃料电池工作的决速步，极大限制了燃料电池的发展与应用，也正因如此，ORR电催化剂的性能在很大程度上影响着燃料电池的整体性能。目前，为了提高ORR活性和速率，市面上的燃料电池一般采用以铂为主的贵金属基材料作为其阴极ORR电催化剂。然而，铂的价格昂贵，储量较低，这直接推高了燃料电池的应用成本；此外，铂基材料易受到甲醇、一氧化碳和硫化物的毒化而失活，其工作稳定性与抗毒化性能很差，因此，寻找丰富易得的铂替代品成为了燃料电池技术发展的核心任务之一，开发稳定、高效且拥有优异ORR催化活性的铂基材料替代品，对燃料电池的发展与商业化应用十分重要。
[0003]煤炭作为一种廉价易得、分布广泛、储量丰富本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于中阶煤的氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一，先将变质程度中等的中阶煤原煤块破碎，随后将所得小块中阶煤原煤进行机械球磨处理，得到中阶煤粉末；步骤二，将中阶煤粉末和无水乙醇共同加入到2～4mol/L的氢氧化钾溶液中，在50～70℃条件下搅拌加热2h，过滤，水洗至滤液呈中性，烘干后得到物料A；其中所述中阶煤粉末的质量与无水乙醇体积的比例为1g：4mL；步骤三，将物料A和无水乙醇共同加入到2～4mol/L的盐酸溶液中，在50～70℃条件下搅拌加热2h，过滤，水洗至滤液呈中性，烘干后得到物料B；其中步骤三与步骤二中无水乙醇的用量相同；步骤四，将物料B与氮源双氰胺球磨混合，得到物料C；将物料C与活化剂氢氧化钾研磨混合，得到物料D，随后将物料D置于管式炉中热解，在惰性气体保护下先升温至310℃保温2h，再升温至900℃保温2h，之后降温至300℃，再自然冷却至室温，得到物料E；所述物料B、双氰胺和氢氧化钾的质量比为1：5：5；步骤五，将物料E进行酸洗处理，然后过滤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐朗，金柏霖，段晨龙，杨闯闯，齐佳伟，刘伟琪，张文都，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：