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，其中的硫硼掺杂碳材料，在其XPS分析的B

【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]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，因此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，并且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，距离商业化应用还较远。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，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子的难点。另外，此类催化剂通常不适用酸性本文档来自技高网...

【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B
1s
谱峰中，在189ev～191ev之间有特征峰。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分析的S
2P
谱峰中，在160ev～170ev之间，只有噻吩型硫的特征峰。3.按照权利要求1所述的硫硼掺杂碳材料，其特征在于，在其XPS分析的S
2P
谱峰中，在162ev～166ev之间，只有噻吩型硫的特征峰，且在168
±
1.5eV处有特征峰。4.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％。5.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、硫硼掺杂导电炭黑或硫硼掺杂碳纳米管。6.按照权利要求5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。7.一种硫硼掺杂碳材料的制备方法，包括：将碳材料与硼源和硫源接触，在惰性气体中于300℃～1500℃处理0.5h～10h，即得所述的硫硼掺杂碳材料。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，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。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，所述的硼源为硼酸和硼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，所述温度为1000℃～1500℃。13.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
·
m，比表面积为10m2/g～2000m2/g，氧质量分数>...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢南宏，荣峻峰，赵红，彭茜，顾贤睿，王厚朋，张家康，
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：