硫硼掺杂碳材料、铂碳催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及硫硼掺杂碳材料、铂碳催化剂及其制备方法和应用，该硫硼掺杂碳材料的表面上，硫与碳的结合方式更均一。以该硫硼掺杂碳材料为载体制造的铂碳催化剂具有高的质量比活性、ECSA及其稳定性。ECSA及其稳定性。ECSA及其稳定性。

【技术实现步骤摘要】
硫硼掺杂碳材料、铂碳催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及硫硼掺杂碳材料、铂碳催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]碳材料的来源广泛、性质丰富，已广泛用于各
在化学领域，碳材料既是重要的载体，也是常用的催化剂。碳元素的成键方式丰富，可以通过各种方式对碳材料改性，以期获得更佳的性能。
[0003]氧还原反应(ORR)是电化学领域的关键反应，例如在燃料电池和金属空气电池中，氧还原反应是影响电池性能的主要因素。掺杂原子的碳材料可直接用作氧还原反应的催化剂。在用作氧还原催化剂时，已有文献报道在碳材料中掺入氮、磷、硼、硫、氟、氯、溴、碘等元素，其中氮与碳原子半径接近，容易进入碳晶格中，是最常用的掺杂元素。尽管将掺杂碳材料作为燃料电池催化剂的文献报道较多，一些研究结果展现了较好的活性，但与铂碳催化剂相比尚有较大差距，距离商业化应用较远。一方面本领域对杂原子与碳材料的结合方式及其催化机理认识还不充分；另一方面每种杂原子与碳材料有多种结合方式，掺杂多种杂原子时的情况更为复杂，因此如何控制杂原子与碳材料的结合方式是掺杂原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫硼掺杂碳材料，其特征在于，在其XPS分析的S
2P
谱峰中，在160ev～170ev之间，只有噻吩型硫的特征峰。2.按照权利要求1所述的硫硼掺杂碳材料，其特征在于，在其XPS分析B
1s
谱峰中，在191ev～193ev之间有两个特征峰，在185ev～200ev之间没有其他的特征峰。3.按照权利要求1所述的硫硼掺杂碳材料，其特征在于，其XPS分析中，硫质量分数为0.1％～5％，硼质量分数为0.1％～5％。4.按照权利要求1所述的硫硼掺杂碳材料，其特征在于，所述硫硼掺杂碳材料为硫硼掺杂石墨烯、硫硼掺杂碳纳米管或硫硼掺杂导电炭黑。5.按照权利要求4所述的硫硼掺杂碳材料，其特征在于，所述导电炭黑为EC-300J、EC-600JD、ECP-600JD、VXC72、Black pearls 2000、PRINTEX XE2-B、PRINTEX L6或HIBLAXK 40B2。6.一种硫硼掺杂碳材料的制备方法，包括：将硫掺杂碳材料与硼源接触，在惰性气体中于300℃～800℃处理0.5h～10h，得到所述的硫硼掺杂碳材料。7.按照权利要求6所述的硫硼掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述硫掺杂碳材料由以下方法制得：将碳材料与硫源接触，在惰性气体中于400℃～1500℃处理0.5h～10h，得到所述的硫掺杂碳材料。8.按照权利要求7所述的硫硼掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述硫掺杂碳材料的制法中，硫源的质量以其所含硫的质量计，所述碳材料与硫源的质量比为20：1～2：1。9.按照权利要求7所述的硫硼掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，硼源的质量以其所含硼的质量计，所述碳材料与硼源的质量比为100：1～5：1。10.按照权利要求6所述的硫硼掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述的硼源为硼酸和硼酸盐中的一种或几种。11.按照权利要求7所述的硫硼掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述的硫源为单质硫、硫化氢、二硫化碳、硫代硫酸钠、噻吩、硫酸盐和磺酸盐中的一种或几种。12.按照权利要求7所述的硫硼掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述碳材料的电阻率<10Ω
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m，比表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵红，荣峻峰，顾贤睿，谢南宏，王厚朋，彭茜，张家康，张云阁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：