[发明专利]一种新型碳基材料负载尖晶石的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种新型碳基材料负载尖晶石的催化剂的制备方法，其特征是，提供一种多孔碳材料，将所述多孔碳材料进行酸蚀处理和/或氧蚀处理，再将尖晶石结构或反尖晶石结构负载至酸蚀处理和/或氧蚀处理后的多孔碳材料上即得碳基材料负载尖晶石的催化剂；

优选的，所述酸蚀处理中的酸溶液为硝酸、硫酸或氢氟酸；

进一步优选的，所述酸溶液为硝酸；

优选的，所述酸蚀处理中酸溶液的酸浓度为0.1～5mol/L；

进一步优选的，所述酸浓度为2.5～3.5mol/L；

优选的，所述酸蚀处理中的处理温度为30～100℃；

进一步优选的，所述处理温度为75～85℃；

优选的，所述酸蚀处理的处理时间为0.5～3h；

进一步优选的，所述酸蚀处理的处理时间为2h；

优选的，所述氧蚀处理中氧气的浓度为0.5～10vol.％；

进一步优选的，所述氧气的浓度为5～8％；

优选的，所述氧蚀处理的处理温度为250～550℃；

进一步优选的，所述处理温度为250～300℃；

优选的，所述氧蚀处理的处理时间为0.5～3h；

进一步优选的，所述氧蚀处理的处理时间为0.5h；

优选的，所述尖晶石结构或反尖晶石结构为钴酸镍、铁酸镍、铁酸钴、铁酸铜、钴酸铁或锰酸盐。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述将尖晶石结构或反尖晶石结构负载至酸蚀处理和/或氧蚀处理后的多孔碳材料上的步骤包括，将酸蚀处理和/或氧蚀处理后的多孔碳材料浸渍于含有A²⁺和B³⁺的溶液中；

优选的，所述A²⁺和B³⁺的摩尔比为1:1.90～2.10；

优选的，所述B³⁺的浓度为0.05～0.5mol/L；

进一步优选的，所述B³⁺的浓度为0.2～0.3mol/L；

优选的，所述浸渍时间为6～48h；

进一步优选的，所述浸渍时间为24～36h；

优选的，所述多孔碳材料与所述含有A²⁺和B³⁺的溶液的比例为1～10:15，g:mL；

进一步优选的，所述多孔碳材料与所述含有A²⁺和B³⁺的溶液的比例为3～5:15，g:mL。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，所述将尖晶石结构或反尖晶石结构负载至酸蚀处理和/或氧蚀处理后的多孔碳材料上的步骤还包括，将浸渍处理后的溶液进行碱性处理；

优选的，所述碱性处理调节pH为8～13；

进一步优选的，调节pH为9～10；

优选的，所述碱性处理时间为6h；

优选的，采用碱性溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或氨水。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征是，所述将尖晶石结构或反尖晶石结构负载至酸蚀处理和/或氧蚀处理后的多孔碳材料上的步骤还包括，将碱性处理后的溶液进行水热反应；

优选的，所述水热反应的温度为100～220℃；

进一步优选的，所述水热反应的温度为160～185℃；

优选的，所述水热反应的时间为10～36h；

进一步优选的，所述水热反应的时间为24h。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征是，所述将尖晶石结构或反尖晶石结构负载至酸蚀处理和/或氧蚀处理后的多孔碳材料上的步骤还包括，将水热反应生成的沉淀进行煅烧；

优选的，所述煅烧的温度为300～700℃；

进一步优选的，所述煅烧的温度为400～600℃；

优选的，所述煅烧的时间为4～12h；

进一步优选的，所述煅烧时间为4～6h；

优选的，所述煅烧采用的气体为惰性气体；

进一步优选的，所述惰性气体为氮气。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征是，所述水热反应后与煅烧之前还包括沉淀处理。

优选的，所述沉淀处理的步骤为，将水热反应后的混合溶液过滤，将过滤后的沉淀采用去离子水洗涤，再将洗涤后的沉淀于80～110℃烘干。

7.一种材料，其特征是，利用如权利要求1-6任一所述的制备方法进行制备。