一种金属簇/聚酞菁网络复合的有机电催化材料合成及氧还原应用制造技术

本发明专利技术提供了一种金属簇/聚酞菁网络复合的有机电催化材料合成及氧还原应用。以含苯环的酸酐、氯化盐和尿素为原料，高温反应，冷却后多次纯化，得到边缘功能化的聚酞菁网络前体；后将所得聚酞菁网络前体用合适溶剂分散为溶液A；同时将三氟乙酸盐与叔丁基金属化合物混合在合适溶剂中形成金属簇，将金属簇合物溶于溶剂为溶液B；将前述两种溶液混合并放置过夜，过滤纯化后球磨处理，最终得到目标金属簇/聚酞菁网络复合有机催化剂。本发明专利技术设计的聚酞菁氧还原有机催化材料，原料成本低且制备简单。经测试本发明专利技术比Pt/C半波电位高100mV，加速老化2500圈后E1/2降低值比Pt/C低30mV，具有高活性和高稳定性，可应用于涉及氧还原过程的锂电池、燃料电池等器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料制备，涉及一种采用金属簇/聚酞菁网络复合制备有机电催化材料的合成，该催化材料主要用于氧还原反应中，主要涉及锂电池、燃料电池、钠电池和锌空电池等电池的负极过程。

技术介绍

1、氧还原反应(orr)是锂电池、燃料电池及锌空电池中的阴极发生的关键过程，其效率直接影响电池的整体性能。作为能量转换技术中的关键反应，orr在高能量、高效率和环境友好的能量存储和转换系统(例如金属-空气电池和燃料电池)中发挥着至关重要的作用。然而，缓慢orr高度依赖于传统反应性铂族金属(pgm)基电催化剂。因为贵金属的价格昂贵和自然资源有限等限制了其规模化应用，所以需要研究人员开发其他无pgm的电催化剂候选材料。其中，四吡咯(如卟啉和酞菁)过渡金属(co、fe等)因催化性能好被广泛研究并归类为预期模型系统。

2、近年来，受益于电子离域共轭体系和明确的活性位点，以提供更高的金属位点密度和导电性的复合有机氧还原电催化材料，因高活性、使用非贵金属、良好反应性、环境友好和低成本、可调控性以及高比表面积等优异特性，使得它们在电催化氧还原反应中表现出优异的性能进而备本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种采用金属簇/聚酞菁网络复合有机氧还原电催化材料的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法制备金属簇/聚酞菁网络复合的有机电催化材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述以含苯环的酸酐、氯化盐和尿素为原料，质量比为1:1:1～1:100:200。

3.根据权利要求1所述的方法制备金属簇/聚酞菁网络复合有机电催化材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，油浴锅中加热温度为150～250℃，时间为3～8h。

4.根据权利要求1所述的方法制备金属簇/聚酞菁网络复合有机电催化材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，氯化盐可为KCl、CuCl2、CoC...

【技术特征摘要】

1.一种采用金属簇/聚酞菁网络复合有机氧还原电催化材料的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法制备金属簇/聚酞菁网络复合的有机电催化材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述以含苯环的酸酐、氯化盐和尿素为原料，质量比为1:1:1～1:100:200。

3.根据权利要求1所述的方法制备金属簇/聚酞菁网络复合有机电催化材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，油浴锅中加热温度为150～250℃，时间为3～8h。

4.根据权利要求1所述的方法制备金属簇/聚酞菁网络复合有机电催化材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，氯化盐可为kcl、cucl2、cocl2、zncl2、nh4cl、agcl、nicl2、fecl2、fecl3和mncl2当中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法制备金属簇/聚酞菁网络复合有机电催化材料的方法，其特征在于：步骤(1)和(2)中，所述溶剂为超纯水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯和四氢呋喃中的一种或多种。

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，刘甜甜，周瑶，施耀安，徐天童，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：

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