一种化学气相沉积N/C制备原子级分散催化剂的方法技术

一种化学气相沉积N/C制备原子级分散催化剂的方法，它涉及燃料电池催化剂的制备方法。它是要解决现有的Fe‑N‑C催化剂的催化性能差的技术问题，本方法：先制备聚苯乙烯微球模板；再利用掺杂金属源、锌源和2‑甲基咪唑制备前驱体溶液；将前驱体溶液浸渍到模板中再干燥，得到前驱体@PS；前驱体@PS研磨后浸入到双溶剂诱导液中生长后干燥，得到M‑SOM‑ZIF‑8@PS；最后将ZIF‑8晶体与M‑SOM‑ZIF‑8@PS分别放入两个瓷舟中，在管式炉中进行化学气相沉积，得到催化剂。它具有微孔、中孔和大孔的分级多孔结构，用该催化剂作为阴极组装的燃料电池的最大功率密度达到907mW cm<supgt;‑2</supgt;，可用于燃料电池领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池催化剂的制备方法。

技术介绍

1、以质子交换膜燃料电池(pemfcs)技术为代表的氢能开发利用技术取得重大突破，将加速推进全球能源向清洁低碳转型。然而pemfcs阴极的氧还原反应(orr)需要更高的过电位，需要大量的高活性电催化剂来加速反应。目前，贵金属pt仍然是促进阴极中缓慢orr最有效的催化剂，但是为了解决贵金属铂的价格高、易中毒等缺点，过渡金属(fe、co、ni、mn、cr等)和n共掺杂材料(m-n-c)制备的单原子催化剂(sacs)，具有催化动力学缓慢的氧还原反应的巨大潜力，被认为是最有希望替代贵金属铂的电催化剂。单原子催化剂具有超高的原子利用率、可调的电子结构和对酸性/碱性介质的强抵抗能力等优点，在旋转圆盘电极(rde)测试和用于pemfc的相关膜电极组件(mea)中表现出了令人满意的性能。

2、一方面目前最先进的fe-n-c催化剂仍然存在本征催化活性低、活性位点密度不足和稳定性差等缺点，需要较高的催化剂负载量才能达到与pemfc中pt/c相当的催化性能；另一方面旋转圆盘电极(rde)技术需要将微量的催化剂涂敷在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种化学气相沉积N/C制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积N/C制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，步骤一中所述的无皂乳液聚合法合成聚苯乙烯微球的方法按以下步骤进行：

3.根据权利要求2所述的一种化学气相沉积N/C制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，步骤(c)中其中K2S2O8水溶液中K2S2O8的质量浓度为0.3～4g/L，K2S2O8水溶液中K2S2O8的质量与苯乙烯单体的体积之比为1g：(65～300)mL。

4.根据权利要求2或3所述的一种化学气相沉积N/C制备原子...

【技术特征摘要】

1.一种化学气相沉积n/c制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积n/c制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，步骤一中所述的无皂乳液聚合法合成聚苯乙烯微球的方法按以下步骤进行：

3.根据权利要求2所述的一种化学气相沉积n/c制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，步骤(c)中其中k2s2o8水溶液中k2s2o8的质量浓度为0.3～4g/l，k2s2o8水溶液中k2s2o8的质量与苯乙烯单体的体积之比为1g：(65～300)ml。

4.根据权利要求2或3所述的一种化学气相沉积n/c制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，步骤(c)中聚合反应时的搅拌速度为400～450rpm。

5.根据权利要求1或2所述的一种化学气相沉积n/c制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，步骤一中所述的聚苯乙烯微球的直径为100nm～600nm。

6.根据权利要求1或2所述的一种化学气相沉积n/c制备原子级分散催化剂的方法，其特征在于，步骤二中，掺杂金属源为fe、co、ni、cu、mn或cr的硝酸盐或氯化物。

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【专利技术属性】
技术研发人员：隋旭磊，李旗，袁隆基，王振波，刘震宇，顾大明，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：