预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲,该文档总共19页,到这已经超出免费预览范围,如果喜欢就直接下载吧~

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115228496A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210844911.7(22)申请日2022.07.19(71)申请人武汉科技大学地址430000湖北省武汉市青山区和平大道947号武汉科技大学(72)发明人刘雨田金昊秦佩雨张旭明(74)专利代理机构武汉欣博智慧知识产权代理事务所(普通合伙)42277专利代理师于福(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)B01J35/02(2006.01)H01M4/88(2006.01)H01M4/90(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图7页(54)发明名称稻壳生物碳-纳米铁氮复合催化材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料及其制备方法,制备方法包括如下步骤:S1.稻壳预处理,备用;S2.将预处理稻壳浸入硝酸铁水溶液中,加热至80℃并充分搅拌,得淡黄色悬浊物,过滤,滤饼水洗后冷冻干燥,得淡黄色固体,再将淡黄色固体置于管式炉中,于Ar/NH3气氛下,先缓慢升温至450℃并保温0.5‑1h,随后加快升温速率加热到800‑900℃保温2‑3h,冷至室温,对终产物洗涤,冷冻干燥,即得。本发明的优点为,制备工艺简单、成本低和易于大规模制备的特点,制得的材料在碱性和酸性溶液中都表现出了优秀的ORR活性、稳定性以及抗甲醇毒性,其在氧还原领域有较大的应用潜力。CN115228496ACN115228496A权利要求书1/1页1.稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1.稻壳经去木质素、金属杂质和二氧化硅预处理,得预处理稻壳,备用;S2.将预处理稻壳浸入硝酸铁水溶液中,加热至80℃并充分搅拌,得淡黄色悬浊物,过滤,滤饼水洗后冷冻干燥,得淡黄色固体,再将淡黄色固体置于管式炉中,于Ar/NH3气氛下,先缓慢升温至450℃并保温0.5‑1h,随后加快升温速率加热到800‑900℃保温2‑3h,冷至室温,终产物用乙醇和去离子水洗涤,冷冻干燥,得Fe2N/NC复合材料,即稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料。2.根据权利要求1所述的稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,S1中进行去木质素、金属杂质和二氧化硅预处理的具体步骤为将稻壳和NaClO2混合到去离子水中,缓慢滴加乙酸至溶液中直至pH为4.1,在100℃下煮沸反应6h,待冷却后用去离子水反复洗涤至中性并冷冻干燥12h,即完成去除木质素;随后将上述产物放入浓度为1mol/L的HCl溶液中80℃下水浴搅拌6h,冷却后用去离子水将稻壳反复洗涤至中性并冷冻干燥12h,即完成去除金属杂质;最后使用1mol/L的HF溶液80℃下水浴搅拌6h,冷却后反复洗涤至中性并冷冻干燥,即完成去除稻壳中的SiO2。3.根据权利要求2所述的稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,S1中稻壳、NaClO2和去离子水的用量比例为10‑15g:20g:2L。4.根据权利要求1所述的稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,S2中预处理稻壳与硝酸铁水溶液的用量比为1g:40‑45mL,硝酸铁水溶液的浓度为0.01‑0.05g/mL。5.根据权利要求1所述的稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,S2中加热至80℃是使用水浴锅加热,加热至80℃后搅拌3.5‑4.5h。6.根据权利要求1所述的稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,S2中缓慢升温至450℃时采用的升温速率为1.5‑2℃/min,加快升温速率加热到800‑900℃时采用的升温速率为4.5‑5℃/min。7.根据权利要求1所述的稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,S2中升温至800‑900℃并冷却至室温后先后用乙醇和去离子水对产物进行洗涤。8.根据权利要求1所述的稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,S2中对滤饼的冷冻干燥和对终产物的冷冻干燥的处理时间均在12h以上。9.根据权利要求1所述的稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料制备方法,其特征在于,稻壳生物碳负载纳米铁氮复合催化材料中负载于表面的纳米铁氮颗粒的粒径为10‑50nm。10.一种稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料,其特征在于,通过权利要求1至9任一项所述的方法制备得到。2CN115228496A说明书1/10页稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及燃料电池催化新材料领域,具体涉及一种稻壳生物碳‑纳米铁氮复合催化材料。背景技术[0002]目前,商业所用的燃料电池ORR催化剂仍以贵金属为主。其中Pt基贵金属被认为是最有效的ORR催化剂。但是目前Pt/C因为其高昂的价格、低