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一种碳基非金属催化剂及其制备方法与在燃料电池阴极中的应用技术

技术编号:45038999 阅读:28 留言:0更新日期:2025-04-18 17:22
本发明专利技术提供了一种碳基非金属催化剂及其制备方法与在燃料电池阴极中的应用,涉及燃料电池催化剂技术领域。本发明专利技术提供的制备方法包括:将分子筛、碳源、氮源与浓硫酸在液体环境中混合后蒸干得复合前驱体;将复合前驱体在600℃‑900℃氮气下煅烧后,在70℃‑90℃的氢氧化钠溶液中刻蚀制得复合中间体;将复合中间体在600℃‑900℃氨气下煅烧后冷却得碳基非金属催化剂。本发明专利技术通过采用分子筛作为模版剂,将氮元素、硫元素共掺杂在具有分子筛骨架的碳材料上,不但具有分子筛的高比表面积和独特孔道结构,还能够提高催化活性,无需使用贵金属材料,降低了制造成本,还能够避免金属活性位点被毒化的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池催化剂,尤其涉及一种碳基非金属催化剂及其制备方法与在燃料电池阴极中的应用


技术介绍

1、燃料电池是一种极有前景的清洁能源,具有能源利率用高的优点,但是受限于阴极氧还原反应的缓慢行动,目前市场上大都使用贵金属pt作为阴极催化剂,也正因于此,燃料电池的大规模应用受到了限制,为解决此问题,科研工作者将注意转移到了如何降低或者不使用贵金属上,碳基非金属催化剂是一种不需要使用金属的催化剂,可以通过杂原子掺杂、制造缺陷等方法使催化剂具有更高的活性。

2、夏宝玉等人(tian x,zhao x,su y q,et al.engineering bunched pt-ni alloynanocages for efficient oxygen reduction in practical fuel cells si.pdf[j].science,2019,366(6467):850-856.doi:10.1126/science.aaw7493.)报道了一种用于燃料电池阴极的催化剂,它是具有铂壳结构的一维束状铂镍合金纳米笼,该催化剂具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳基非金属催化剂的制备方法,其特征在于,包括:将分子筛、碳源、氮源与浓硫酸在液体环境中混合后蒸干得复合前驱体;将复合前驱体在600℃-900℃氮气下煅烧后,在70℃-90℃的氢氧化钠溶液中刻蚀制得复合中间体;将复合中间体在600℃-900℃氨气下煅烧后冷却得碳基非金属催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:将分子筛、碳源、氮源与浓硫酸在液体环境中混合时,预先将分子筛、碳源与氮源在液体环境中分散后,再加入浓硫酸混合;其中:所述分子筛包括MCM-48;和/或,所述碳源包括蔗糖、葡萄糖、淀粉、氨基葡萄糖盐酸盐中的一种;和/或,所述氮源包括尿素、三聚氰胺中的一...

【技术特征摘要】

1.一种碳基非金属催化剂的制备方法,其特征在于,包括:将分子筛、碳源、氮源与浓硫酸在液体环境中混合后蒸干得复合前驱体;将复合前驱体在600℃-900℃氮气下煅烧后,在70℃-90℃的氢氧化钠溶液中刻蚀制得复合中间体;将复合中间体在600℃-900℃氨气下煅烧后冷却得碳基非金属催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:将分子筛、碳源、氮源与浓硫酸在液体环境中混合时,预先将分子筛、碳源与氮源在液体环境中分散后,再加入浓硫酸混合;其中:所述分子筛包括mcm-48;和/或,所述碳源包括蔗糖、葡萄糖、淀粉、氨基葡萄糖盐酸盐中的一种;和/或,所述氮源包括尿素、三聚氰胺中的一种;和/或,所述碳源与所述氮源的质量比为1:(0.1-2)。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述分子筛的制备方法包括:将十六烷基三甲基溴化钠与氢氧化钠混合溶解后制得混合溶液;将硅源加入混合溶液内进行水热反应后,分离、干燥、焙烧得分子筛。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述硅源包括二氧化硅溶胶、正硅酸乙酯中的一种;和/或,所述硅源与所述十六烷基三甲基溴化钠的质量比为1:(0.2-0.8);和/或,所述硅源与所述氢氧化钠的质量比为1:(0.02-0.1);和/或,所述混合溶液的ph为12.5-14。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯刚周峥嵘叶闰平张荣斌
申请(专利权)人:南昌大学
类型:发明
国别省市:

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