一种分级多孔的富勒烯基NSCo共掺杂电催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种分级多孔的富勒烯基NSCo共掺杂电催化剂及其制备方法与应用，所述电催化剂由质量比为(1.8～2.2):(38～42):(3.8～4.2):(0.8～1.2)的富勒烯、三聚氰胺、L‑半胱氨酸和六水合硝酸钴组成。所述方法包括以下步骤：采用先溶解后浸渍、烘干和研磨的方法将原料制备得到混合物前驱体；将混合物前驱体在氩气气氛下进行分段高温煅烧获得杂原子掺入的富勒烯基碳材料；将杂原子掺入的富勒烯基碳材料通过球磨工艺细化；将细化后的杂原子掺入的富勒烯基碳材料酸洗去除反应成的金属单质，然后洗涤至中性，最后干燥得到分级多孔的富勒烯基NSCo共掺杂电催化剂。本发明专利技术的电催化剂具有丰富的微孔和介孔能够提供更高的O<subgt;2</subgt;传质效率，可以提高ORR反应速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电催化制过氧化氢，具体涉及一种分级多孔的富勒烯基nsco共掺杂电催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

1、过氧化氢(h2o2)是世界上最常用的化学品之一，广泛应用于工业、医疗、废水处理、造纸等领域。目前，99％以上的h2o2通过蒽醌法合成，蒽醌工艺是一种能源密集型工艺，流程复杂、污染大。此外，工业上生产的h2o2的浓度需要富集到70wt％来降低储存和运输的成本，然而h2o2易分解的特性会给这些过程带来安全隐患。氢气(h2)和氧气(o2)直接合成过氧化氢存在爆炸风险，而且h2和o2直接合成法产生h2o2的法拉第效率和产率均不高，不利于大规模工业化生产。因此，人们迫切需要研究一种节能、环保、安全、简便、高效的现场生产h2o2的方法。

2、通过两电子氧还原反应途径电合成h2o2可以替代蒽醌法，极具发展前景，且具有显著的成本效益、安全的运行条件和适用于大型、小规模的分散生产等特点。在电催化合成过氧化氢中催化剂至关重要，贵金属基(如pt-hg、pd-hg等)性能高然而价格特别昂贵，且合金在催化过程部分金属会溶解出来，特别是hg对环境和人体都本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种分级多孔的富勒烯基NSCo共掺杂电催化剂，其特征在于：所述电催化剂由质量比为(1.8～2.2):(38～42):(3.8～4.2):(0.8～1.2)的富勒烯、三聚氰胺、L-半胱氨酸和六水合硝酸钴组成，三聚氰胺、L-半胱氨酸和六水合硝酸钴分别作为N、S和Co源，掺杂在以富勒烯为基的碳材料中。

2.一种根据权利要求1所述的分级多孔的富勒烯基NSCo共掺杂电催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种分级多孔的富勒烯基NSCo共掺杂电催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括以下步骤，将富勒烯与CS2溶液搅拌溶解...

【技术特征摘要】

1.一种分级多孔的富勒烯基nsco共掺杂电催化剂，其特征在于：所述电催化剂由质量比为(1.8～2.2):(38～42):(3.8～4.2):(0.8～1.2)的富勒烯、三聚氰胺、l-半胱氨酸和六水合硝酸钴组成，三聚氰胺、l-半胱氨酸和六水合硝酸钴分别作为n、s和co源，掺杂在以富勒烯为基的碳材料中。

2.一种根据权利要求1所述的分级多孔的富勒烯基nsco共掺杂电催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种分级多孔的富勒烯基nsco共掺杂电催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括以下步骤，将富勒烯与cs2溶液搅拌溶解，将六水合硝酸钴溶解在纯水中得六水合硝酸钴溶液，将三聚氰胺和l-半胱氨酸混合研磨后倒入含富勒烯的cs2溶液中，然后加热至cs2完全挥发后加入六水合硝酸钴溶液，混合、烘干、研磨，得到混合物前驱体。

4.根据权利要求3所述的一种分级多孔的富勒烯基nsco共掺杂电催化剂的制备方法，其特征在于：所述加热采用55～60℃水浴，所述混合采用超声混合15～20min，所述烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈王强，黄煜中，王鑫禹，吕珺，郭敏娜，徐光青，刘绍伟，吴静宁，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：