一种改性碳基材料电催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种改性碳基材料电催化剂及其制备方法与应用，属于电催化剂技术领域。该改性碳基材料电催化剂的制备方法，包括以下步骤：将碳材料进行退火处理1，得到活化碳材料；在所述活化碳材料中掺杂B元素和金属元素，得到所述改性碳基材料电催化剂；所述金属元素为钴、铁、铂、钌、铑或钯。本发明专利技术的制备方法具有操作简便、条件易控、成本低廉等的优点，同时所制备的碳基催化剂在ORR中具有高催化活性和优异的电化学稳定性，在HER中具备优异的催化活性并能有效提升其电化学稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电催化剂，特别涉及一种改性碳基材料电催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

1、orr和her是重要的电化学还原技术。orr包括两电子(o2→h2o2)和四电子路径(o2→h2o2)，在燃料电池、金属空气电池和电化学双氧水生产中扮演着重要的角色，而her则是电化学制氢的关键步骤。然而，目前最为高效的orr和her电极仍为贵金属(铂、钯、铑)材料，其经济性因素严重制约着技术的应用与推广。

2、为此，可通过对碳基材料的改性(如化学掺杂和金属接枝)以活化orr催化活性，也可通过在碳基材料上负载高载量贵金属单原子催化剂(sacs)以实现高效orr/her和有效降低催化电极成本，并可通过对载体的“亚稳态化”来实现材料制备。例如，诸多文献报道碳基材料的氮(n)原子掺杂以实现高效orr(science 2009,323,5919、energyenviron.sci.2019,12,322)；公开号为cn116344847a的中国专利公开了一种通过含钴(co)共价有机框架衍生碳基材料(cofs)转化碳基co3o4/coo催化剂，实现了高效orr；公本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改性碳基材料电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料为碳布、软碳毡、碳纤维、石墨、碳黑或活性碳。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理1的温度为350-600℃，时间为1-15h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述活化碳材料中掺杂B元素和金属元素，得到所述改性碳基材料电催化剂的方法为方法1或方法2：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述B源为氧化硼、四硼酸钠、偏硼酸钾或偏硼酸钠；所述金属盐溶液中金属盐为氯化钴、氯化...

【技术特征摘要】

1.一种改性碳基材料电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料为碳布、软碳毡、碳纤维、石墨、碳黑或活性碳。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理1的温度为350-600℃，时间为1-15h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述活化碳材料中掺杂b元素和金属元素，得到所述改性碳基材料电催化剂的方法为方法1或方法2：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述b源为氧化硼、四硼酸钠、偏硼酸钾或偏硼酸钠；所述金属盐溶液中金属盐为氯化钴、氯化亚铁、氯化铁、氯铂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：林良旭，杜洪方，高宇，梁欢欢，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：