[发明专利]燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂及其方法

权利要求书

1.一种燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)将2-氟苯胺、三价铁盐以及氧化石墨烯加入去离子水中，搅拌，超声分散，得到分散液；

(2)将步骤(1)的分散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-石墨烯片状物；

(3)将步骤(2)中的聚2-氟苯胺-石墨烯片状物置于石英管式炉中，通入氮气，升温至700～900℃，保温反应，降温，得到石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂。

2.根据权利要求1所述燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述三价铁盐为FeCl₃·6H₂O。

3.根据权利要求1所述燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述2-氟苯胺：三价铁盐：氧化石墨烯的质量比为(0.1～0.4)：(2～8)：(0.008～0.04)；所述三价铁盐与去离子水的用量比为(2～8)g：40mL。

4.根据权利要求3所述燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述2-氟苯胺：三价铁盐：氧化石墨烯的质量比为0.2:4:0.017。

5.根据权利要求1所述燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述水热反应的温度为160～200℃；所述水热反应的时间为3～6h；所述清洗是指采用去离子水清洗滤渣至滤液无色；所述干燥的温度为45～55℃；所述干燥的时间为24～36h。

6.根据权利要求5所述燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，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；所述干燥的温度为50℃；所述干燥的时间为为24h。

7.根据权利要求1所述燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述搅拌的转速为600～1000rpm，搅拌的时间为8～15min；所述超声分散的时间为20～40min；

步骤(2)中所述冷却的温度为室温，所述冷却为自然冷却。

8.根据权利要求1所述燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，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。

9.根据权利要求1所述燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂的制备方法，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。

10.一种由权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的燃料电池用石墨烯-铁氮共掺杂多孔碳复合催化剂。