一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107895803A(43)申请公布日2018.04.10(21)申请号201711057931.5(22)申请日2017.11.01(71)申请人重庆文理学院地址402160重庆市铜梁区红河大道319号(72)发明人郭朝中滕柳梅黎燕荣冯桐雷宇刘代军张进程静廖文利(74)专利代理机构北京挺立专利事务所(普通合伙)11265代理人李鑫(51)Int.Cl.H01M4/92(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法(57)摘要本发明属于燃料电池催化剂领域，具体公开了一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其制备过程包括：称量石墨炔、碳纳米管和炭黑中的一种，加入到蒸馏水烧杯中，再称量氯钯酸钾加入烧杯中，均匀混合后离心并干燥；再加入苯胺中，调节pH值并搅拌得到混合溶液；再将过硫酸铵加入到混合溶液中，搅拌离心、干燥；然后再在管式炉中保温；用HCl溶液将得到的产物浸泡，然后用清水清洗干净；重复做两遍；清洗完成后产品再放入烘箱中烘干，即可得到非贵金属燃料电池氧还原催化剂。该发明所需要原料价格低廉，大大的降低氧化还原催化剂的制作成本。其制作方法又简单易行，适合于催化剂的规模化生产制备。CN107895803ACN107895803A权利要求书1/1页1.一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其特征在于：采用如下步骤制备，A：称量20～200mg石墨炔、碳纳米管和炭黑中的一种，加入到30～300mL蒸馏水烧杯中，再称量19～190mg氯钯酸钾加入烧杯中，超声均匀混合后，用磁力搅拌器搅拌1h，然后离心并干燥得到产品A；B：取与样品A质量相同的苯胺，再取与苯胺摩尔量相同的过硫酸铵；将产品A加入到之前取的苯胺中，并加入0.2MHCl溶液调节pH到2，然后搅拌1小时得到混合溶液；再将之前取的过硫酸铵加入到混合溶液中，并搅拌24小时，离心、干燥得到产品B；C：将样品B在管式炉中700～990℃条件下保温两小时，采用氮气作为保护气氛；保温结束后，随炉冷却至室温得到产品C；D：用1MHCl溶液将步骤C得到的产品C浸泡半个小时，然后用清水清洗干净；重复做两遍，得到产品D；E：清洗完成后将步骤D得到的产品D再放入80℃的烘箱中烘干，即可得到非贵金属燃料电池氧还原催化剂。2.如权利要求1所述的一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤A中称量20mg石墨炔。3.如权利要求1所述的一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤C管式炉的保温温度为800℃。4.如权利要求1所述的一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤C中管式炉的升温速度为10℃/min。5.如权利要求1所述的一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤E中的烘箱为真空干燥箱。2CN107895803A说明书1/4页一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法技术领域[0001]本发明属于燃料电池催化剂领域，更具体涉及一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法。技术背景[0002]随着人类社会严重依赖于石油、煤炭、天然气等不可再生的且带来严重污染化石燃料日益枯竭。促使人类社会必须开发出新的可再生能源产品，以及能量储存与转换技术。金属-空气燃料电池具有极高的能量密度而得到重视。其中常见的锌-空气燃料电池、锂-空气燃料电池的能量密度可以分别达到2500Whkg-1、11700Whkg-1，被认为是最有前途的可充电电池[ChemSocRev，2014，43:5257-5275]。当前商用燃料电池氧还原催化剂是价格昂贵的铂基催化剂，并且其稳定、耐甲醇性能差。故寻找一个价格低廉、稳定性好且效率高的并具有耐甲醇性能的燃料电池阴极氧还原催化剂对于碱性燃料电池的商业化大规模应用具有关键性意义。发明内容：[0003]本发明的目的是解决燃料电池氧还原催化剂制备成本高的问题，本发明提出了一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法，这种燃料电池氧还原催化剂制备方法简单、成本低廉。[0004]一种非贵金属碳基燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其特征在于：采用如下步骤制备，[0005]A：称量20～200mg石墨炔、碳纳米管和炭黑中的一种，加入到30～300mL蒸馏水烧杯中，再称量19～190mg氯钯酸钾加入烧杯中，超声均匀混合后，用磁力搅拌器搅拌1h，然后离心并干燥得到产品A；[0006]B：取与样品A质量相同的苯胺，再取与苯胺摩尔量相同的过硫酸铵；将产品A加入到之前取的苯胺中，并加入0.2MHCl溶液调节pH到2，然后搅拌1小时得到混合溶液；再将之前取的过