氮掺杂碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种氮掺杂碳材料及其制备方法和应用。该氮掺杂碳材料的制备方法包括以下步骤：将含氮单体、引发剂和pH调节剂于第一溶剂中混合，通过第一聚合反应制备氮源前驱体混合液；将碳材料于第二溶剂中分散，制备碳液；将氮源前驱体混合液和碳液混合，通过第二聚合反应制备中间体；对中间体进行碳化处理。该方案通过原位氮掺杂方法能够以相对均匀的方式将氮掺杂到整个碳材料中，改变碳材料表面的电荷分布，提高碳材料的导电率、电化学稳定性和耐久性，而且该氮掺杂碳材料具有介孔结构，性能优异，该方法工艺简单，绿色环保易控制，易于放大批量生产。将该氮掺杂碳材料作为碳载体，能实现铂的均匀负载，提高催化电化学反应性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化剂材料，特别是涉及一种氮掺杂碳材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、日益严峻的环保压力正使传统化石能源行业的加速转型，开发可持续的新型替代能源储存与转换设备迫在眉睫，以质子交换膜燃料电池(pemfc)为代表的能源转换装置具有转换效率高、清洁无污染等优点，有望在一定程度上替代传统能源系统，是氢能产业链中的关键。在燃料电池系统装置中的关键核心材料之一是催化剂，其催化性能和耐久性直接影响装置化学能量的转换效率和寿命。

2、铂(pt)基催化剂是目前最有效的催化剂，工业生产也多以铂为基础展开。商业化的铂基催化剂主要是铂碳(pt/c)催化剂，其结构主要是活性pt颗粒分布负载在碳载体表面，碳载体的表面的电荷分布对铂颗粒的稳定性和分散性至关重要。但传统的碳载体导电率、电化学稳定性和耐久性较差，且制备方法需要多步还原、或者特定设备或者能耗高等缺陷，亟需改进。

技术实现思路

1、基于此，本专利技术提供了一种工艺简单适合批量生产的方法，能够合成出导电率高、高效稳定的氮掺杂碳材料，其能够作为铂碳催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述碳材料和所述含氮单体的质量比为(1.5～3):1；

3.根据权利要求2所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，第一聚合反应的温度为60℃～100℃，时间为1h～4h；

4.根据权利要求1至3任一项所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，第二聚合反应的温度为40℃～80℃，时间为2h～5h；

5.根据权利要求1至3任一项所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，碳化处理的温度为700℃～1000℃，时间为2h～8h。...

【技术特征摘要】

1.一种氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述碳材料和所述含氮单体的质量比为(1.5～3):1；

3.根据权利要求2所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，第一聚合反应的温度为60℃～100℃，时间为1h～4h；

4.根据权利要求1至3任一项所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，第二聚合反应的温度为40℃～80℃，时间为2h～5h；

5.根据权利要求1至3任一项所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，碳化处理的温度为700℃～1000℃，时间为2h～8h。

6.根据权利要求1至3任一项所述的氮掺杂碳材料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭裕，王英，贾古寨，高姣姣，程晓草，邱天杰，孙奎，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：