一种仿生非贵金属氧化原催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种仿生非贵金属氧化原催化剂及其制备方法和应用，涉及燃料电池材料领域。该ORR催化选取具有高比表面积、一定的导电性、化学稳定性的氟化碳纳米管，随后将其进行叠氮功能化，通过控制功能化的程度不同来调控碳材料的亲/疏水性，进而控制目标催化剂的稳定性，随后与含氮配体进行“Click”反应进行接枝，再与的铁卟啉进行配位，制备具有FeN<subgt;5</subgt;位点的仿生单原子催化剂。本发明专利技术的仿生催化剂具有明确的活性中心；有着较好的氧化原反应活性，以及优异的电化学稳定性。本发明专利技术这种仿生催化剂在燃料电池的氧化原反应有着巨大的应用前景，且为氧化原反应催化剂的调控提供一种新方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池材料领域，具体涉及一种仿生非贵金属氧化原催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、燃料电池和金属空气电池等电化学能源系统可作为电力运输领域的清洁能源，在减少各种能源和环境问题方面具有巨大的潜力。在这些能源系统中，阴极的氧还原反应(orr)是系统整体性能的速率决定因素。到目前为止，基于铂(pt)及其合金的催化剂，特别是pt，仍然是系统性能最高和最实用的orr电催化剂。然而，贵金属铂(pt)具有资源匮乏，价格昂贵，易甲醇中毒等缺点，严重限制了燃料电池的大规模应用。因此，发展高效稳定的非贵金属阴极orr电催化剂来替代传统的铂催化剂是必不可少的。

2、传统的非贵金属催化剂大部分通过热解前驱体所得。热解过程，虽提高了催化剂的活性，但是也破坏了其原本结构。因此，热解型催化剂不利于活性中心的研究，其活性中心往往需要借助于其他间接技术和方法来辅助证明。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种仿生非贵金属氧化原催化剂及其制备方法和应用，该仿生催化剂材料具有明确的中心结构，较好的氧化原反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种仿生非贵金属氧化原催化剂，其特征在于，结构如下：

2.根据权利要求1所述的一种仿生非贵金属氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：

3.根据权利要求2所述的一种仿生非贵金属氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一的氟化碳纳米管和叠氮化钠的质量比为1:20。

4.根据权利要求2所述的一种仿生非贵金属氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一的混合溶剂为水和DMF的混合，水和DMF的体积比为1:4。

5.根据权利要求2所述的一种仿生非贵金属氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一的回流搅拌时间为72小时。<...

【技术特征摘要】

1.一种仿生非贵金属氧化原催化剂，其特征在于，结构如下：

2.根据权利要求1所述的一种仿生非贵金属氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：

3.根据权利要求2所述的一种仿生非贵金属氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一的氟化碳纳米管和叠氮化钠的质量比为1:20。

4.根据权利要求2所述的一种仿生非贵金属氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一的混合溶剂为水和dmf的混合，水和dmf的体积比为1:4。

5.根据权利要求2所述的一种仿生非贵金属氧化原催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一的回流搅拌时间为72小时。

6.根据权利要求2所述的一种仿生非贵金属氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭朋朋，刘劲刚，韦萍洁，徐超，杨坤祖，卢晨，周鑫佑，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：