具有可控多级孔结构的氧还原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具有可控多级孔结构的氧还原催化剂及其制备方法与应用。该制备方法，包括以下步骤：将有机酸镁盐与金属酞菁混合，得混合粉末；在惰性气氛下，将混合粉末进行焦耳脉冲热处理；将产物浸泡于酸溶液中，搅拌、抽滤、烘干，制得。本发明专利技术以金属酞菁作为金属源、氮源和部分碳源，借助毫秒级焦耳脉冲热，避免了金属原子在持续高温条件下的团聚；以柠檬酸镁作为碳源，经热处理后产生大量微孔，并利用盐酸对原位生成的尺寸可控的氧化镁模板进行刻蚀产生介孔；微孔和介孔的多级孔综合作用，使活性位点得到了最大程度的暴露，降低氧传质阻力，使氧气顺畅地传输至孔内的活性位点，实现氧还原催化剂高的电化学活性面积和氧还原半波电势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源材料领域，具体涉及一种具有可控多级孔结构的氧还原催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

1、随着全球能源转型的推进，氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，能够很好地解决光伏、风力等可再生能源的时空不稳定性、波动性，帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能，成为连接可再生能源和用户的桥梁。

2、氢燃料电池通过电化学反应将氢气及氧气中蕴含的化学能直接转换为电能，摆脱了传统热机的卡诺循环限制，是一种高效的能源转换装置，但过高的成本是其难以实现大规模发展的瓶颈。阴极氧还原催化剂中大量使用的pt等贵金属资源有限，价格高昂，使得催化剂成为燃料电池核心电堆中成本最高的材料之一。因此，开发低铂载量或非铂材料体系以降低燃料电池成本是未来的发展方向。近几年，过渡金属-氮-碳材料在氧还原反应中表现出不俗的性能，使用其替代现有pt基催化剂将大幅降低成本，但过渡金属-氮-碳材料体系需要尽可能提高活性位点密度，而最为理想的情况高原子利用率的单分散活性金属位点在高比表面积的富微孔结构条件下充分暴露，合适的介孔结构使氧气本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属酞菁选自酞菁铁、酞菁钴、酞菁镍、酞菁铜、酞菁锌中的至少一种；和/或，所述有机酸镁盐包括柠檬酸镁和/或柠檬酸镁的水合物。

3.根据权利要求1或2所述的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机酸镁盐与所述金属酞菁的质量比为(15-35)：1。

4.根据权利要求1所述的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的方式采用研磨，所述研磨的时间为10-30min。>

5.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属酞菁选自酞菁铁、酞菁钴、酞菁镍、酞菁铜、酞菁锌中的至少一种；和/或，所述有机酸镁盐包括柠檬酸镁和/或柠檬酸镁的水合物。

3.根据权利要求1或2所述的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机酸镁盐与所述金属酞菁的质量比为(15-35)：1。

4.根据权利要求1所述的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的方式采用研磨，所述研磨的时间为10-30min。

5.根据权利要求1所述的氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述焦耳脉冲热处理的工艺参数为：脉冲电流10...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟子寒，唐浩林，田甜，汤海波，王晓灿，吴明娟，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：