一种燃料电池用氧还原催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池用氧还原催化剂及其制备方法，为一种负载型催化剂，由过渡金属螯合物和碳黑载体组成，其中过渡金属螯合物由过渡金属盐与二乙烯三胺反应得到。过渡金属螯合物分子内含有ＭＮ↓［３］结构（Ｍ为过渡金属，Ｎ为氮原子），为催化氧还原反应提供活性位。本发明专利技术的催化剂以价格低廉的二乙烯三胺为原料，克服了传统的金属卟啉和金属酞菁等大环化合物氧还原催化剂的原料成本高和不适宜大规模工业化生产的问题，具有制备工艺简单、条件温和、过程安全和成本低等优点，其催化性能与金属卟啉氧还原相当，而且有较好的抗甲醇氧化性能，可用于燃料电池的阴极氧还原反应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种催化剂及其制备方法，特别是一种燃料电池用氧还原催化剂 及其制备方法。
技术介绍
燃料电池作为一种新型的能源转换装置，具有能量密度高、无污染和比功率 大等优点，已成为世界各国研究的热点。常用的氧还原催化剂是碳载Pt和Pt合 金，但铂作为一种稀缺资源，其价格昂贵，提高了燃料电池的制造成本。因此， 需要寻找一种价廉的氧还原催化剂来代替铂和铂合金，以达到降低燃料电池成本 的目的。目前，研究较多且催化活性较好的燃料电池用非贵金属类氧还原催化剂主要 是过渡金属大环化合物，其中以金属卟啉和金属酞菁为主。例如，中国专利 02135326.3和02135327.1中公开了一系列桥联面面结构的双卟啉金属和取代卟 啉金属配位化合物用作氧还原催化剂；中国专利200310114576.2和 200710118949.1中分别公开了一种分子内含有大兀键的聚合型金属酞菁化合物作 为氧还原催化剂和一系列卤素取代的双核酞菁铁化合物用作氧还原催化剂。但以上所述的金属卟啉和金属酞菁燃料电池用氧还原催化剂及其制备方法存 在明显的不足由于以大环配体为原料，如卟啉、取代卟啉、酞菁、取代钛菁或 聚合酞菁，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池用氧还原催化剂，其特征在于其组成如下：　　　　为一种负载型催化剂，由过渡金属螯合物和碳黑载体组成，过渡金属螯合物与碳黑载体的质量比为１∶１－１∶１００；碳黑载体的比表面积为２５０ｍ↑［２］／ｇ－１５００ｍ↑［２］／ｇ，粒径为１０ｎｍ－４０ｎｍ；过渡金属螯合物的化学结构为：　　　　＊＊＊　　　　式中Ｍ为Ｃｏ↑［２＋］、Ｆｅ↑［２＋］、Ｆｅ↑［３＋］、Ｎｉ↑［２＋］、Ｃｕ↑［２＋］、Ｍｎ↑［２＋］、Ｚｎ↑［２＋］或Ｃｒ↑［３＋］；ｎ为＋２、＋３、＋４、＋５或＋６。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧娟，马紫峰，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]