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碳材料、铂碳催化剂及其制备方法和应用。该碳材料为硫磷硼掺杂的导电炭黑，以该碳材料为载体的铂碳催化剂具有良好的质量比活性、ECSA，并且具有优异的抗碳腐蚀性能。并且具有优异的抗碳腐蚀性能。并且具有优异的抗碳腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
碳材料、铂碳催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及碳材料、铂碳催化剂及其制备方法和应用。具体地说，本专利技术涉及了硫磷硼掺杂碳材料和用其作载体的铂碳催化剂以及二者的制备方法和应用。

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，以期获得更适合的性能。
[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。尽管将掺杂碳材料直接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、杂原子间的相互作用以及催化机理的认识还不充分；另一方面每种杂原子与碳材料有多种结合方式，杂原子间存在多种的作用，导致掺杂多种杂原子时情况极为复杂，因此如何控制杂原子与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳材料，其特征在于，其为硫磷硼掺杂导电炭黑。2.按照权利要求1所述的碳材料，其特征在于，在其XPS分析的S
2P
谱峰中，噻吩型硫的特征峰面积占160ev～170ev之间的特征峰总面积的70％以上，优选90以上％。3.按照权利要求1所述的碳材料，其特征在于，在其XPS分析的P
2P
谱峰中，在135.9
±
0.5ev处有一个特征峰。4.按照权利要求1所述的碳材料，其特征在于，在其XPS分析的B
1s
谱峰中，在190.8
±
0.5ev处有一个特征峰。5.按照权利要求1所述的碳材料，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.按照权利要求1所述的碳材料，其特征在于，其XPS分析中，硫质量分数为0.01％～4％，磷质量分数为0.01％～4％，硼质量分数为0.01％～4％。7.一种碳材料的制备方法，包括：将导电炭黑与硫源、磷源和硼源接触，在惰性气体中于400℃～900℃处理0.5h～10h，得到所述的碳材料。8.按照权利要求7所述的碳材料的制备方法，其特征在于，所述的硫源为单质硫。9.按照权利要求7所述的碳材料的制备方法，其特征在于，硫源的质量以其所含硫的质量计，所述导电炭黑与硫源的质量比为20：1～2：1。10.按照权利要求7所述的碳材料的制备方法，其特征在于，所述的磷源为磷酸、磷酸盐、焦磷酸盐、多聚磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、亚磷酸盐和次磷酸盐中一种或几种。11.按照权利要求7所述的碳材料的制备方法，其特征在于，磷源的质量以其所含磷的质量计，所述导电炭黑与磷源的质量比为10000：1～10：1。12.按照权利要求7所述的碳材料的制备方法，其特征在于，所述的硼源为硼酸和硼酸盐中的一种或几种。13.按照权利要求7所述的碳材料的制备方法，其特征在于，硼源的质量以其所含硼的质量计，所述导电炭黑与硼源的质量比为10000：1～10：1。14.一种碳材料，其特征在于...

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