[发明专利]质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂及其方法

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)将2-氟苯胺、三价铁盐加入去离子水中，搅拌均匀，得到混合液；

(2)将步骤(1)的混合液转移至水热反应釜中进行水热反应，冷却，过滤，清洗，干燥，得到聚2-氟苯胺片状物；

(3)将步骤(2)中的聚2-氟苯胺片状物置于石英管式炉中，通入氮气，升温至750～850℃，保温反应，降温，得到铁氮共掺杂多孔碳催化剂。

2.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述三价铁盐为FeCl₃。

3.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述2-氟苯胺与三价铁盐的摩尔比为(5～6):(10～12)，所述三价铁盐与去离子水的用量比为(10～12)mmol：20mL。

4.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述水热反应的温度为170～200℃；所述水热反应的时间为3～6h；步骤(2)中所述清洗是指依次采用乙醇和去离子水对滤渣进行清洗；所述干燥的温度为45～55℃，干燥的时间为24～28h。

5.根据权利要求4所述质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述水热反应的温度为180℃；所述水热反应的时间为4h。

6.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述升温是在通入氮气30min后开始升温，所述升温速率为5～8℃/min；所述保温反应的时间为2～3h，所述降温速率为5～8℃/min。

7.根据权利要求6所述质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述升温速率为5℃/min；所述保温反应的时间为2h，所述降温速率为5℃/min。

8.根据权利要求1所述质子交换膜燃料电池用铁氮共掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述搅拌的转速为400～600rpm，搅拌的时间为8～15min；步骤(2)中所述冷却的温度为室温，所述冷却为自然冷却。

9.一种由权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的铁氮共掺杂多孔碳催化剂。

10.根据权利要求9所述铁氮共掺杂多孔碳催化剂在质子交换膜燃料电池中的应用。