[发明专利]一种非贵金属催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种非贵金属催化剂的制备方法，将金属化合物和活性炭投入装有一定量乙醇的不锈钢电加热反应釜中，持续搅拌0.5‑1h，将沉淀剂投入上述反应釜中，搅拌10‑20min，使沉淀剂充分与上述溶液均匀混合，常温下静至2‑3h，将上产物通过抽滤脱水获得滤饼，经饱和食盐水洗涤2‑3次，然后将滤饼通过温度为100‑200℃的电加热箱进行高温干燥2‑3h，本发明提出的一种非贵金属催化剂的制备方法，制备方法简单，具有较强可操作性，适合大规模生产，并且原材料均为商业化产品，便于购买，价格低廉，从而降低生产成本，提高市场竞争力，本发明提出的一种非贵金属催化剂的制备方法，通过在活性炭进行高温氢气氛围处理，提高活性炭的稳定性，进而提高催化剂的催化效果。

技术领域

本发明属于非贵金属催化剂生产技术领域，尤其涉及一种非贵金属催化剂的制备方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池、甲醇燃料电池、电解水装置及一体式可再生燃料电池是不经过燃 烧而直接通过电化学反应方式将燃料中的化学能转化为电能的发电装置，属于绿色能源；与 现有的蓄电池和充电电池相比，具有高能量、高功率、无污染、高效率和小型化的特点，未 来的普及和市场前景广受期待。然而，上述燃料电池电极的催化剂，特别是阴极氧还原催化 剂，如铂基催化剂，因其成本昂贵、催化效率低、稳定性差等因素成为了遏制其商业化的主 要瓶颈之一。因此，研制和开发低贵金属催化剂及非贵金属催化剂成为该技术领域发展的方 向，尤其是非贵金属催化剂逐渐成为人们关注的热点，被期待为该技术领域巨大突破的希望。 近年来，碳基非贵金属催化剂的研究逐渐取得较大进展，主要为N元素和M(Fe、Co等金属 元素)-N掺杂的各种结构纳米碳(石墨烯、碳纳米管、碳纤维、碳球、介孔碳及其复合碳材料)。 迄今，碳基非贵金属催化剂的制备主要集中于模板法、高温煅烧法、化学气相沉积法、水热 合成法等操作过程复杂、制备条件苛刻的方法。

现有的非贵金属催化剂一般采用活性炭作为催化剂载体，提高活性炭的稳定性，可使得催化剂催化效果显著提高。

发明内容

本发明为解决公知技术存在的技术问题而提供一种非贵金属催化剂的制备方法。

本发明为解决公知技术存在的技术问题所采取的技术方案是：一种非贵金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤a：将金属化合物和活性炭投入装有一定量乙醇的不锈钢电加热反应釜中，持续搅拌0.5-1h；

步骤b：将沉淀剂投入上述反应釜中，搅拌10-20min，使沉淀剂充分与步骤a溶液均匀混合，常温下静至2-3h；

步骤c：将上产物通过抽滤脱水获得滤饼，经饱和食盐水洗涤2-3次，然后将滤饼通过温度为100-200℃的电加热箱进行高温干燥2-3h；

步骤e：将上述干燥后的滤饼转至温度为200-500℃的煅烧炉中煅烧3-5h；

步骤f：煅烧后的滤饼，通过研磨机进行研磨粉碎，粉末过40-60目滤筛；

步骤g：将筛选后的粉末通过成型机成型，获得产物，即为非贵金属催化剂。

优选的，所述步骤b中沉淀剂为氢氧化钠或碳酸钠。

优选的，所述步骤a中反应釜的温度为60-90℃。

优选的，所述活性炭为在温度为200-300℃的氢气箱中反应3-6h。

优选的，所述步骤a、步骤b中均采用磁力搅拌器进行搅拌。

本发明具有的优点和积极效果如下：

1. 本发明提出的一种非贵金属催化剂的制备方法，制备方法简单，具有较强可操作性，适合大规模生产，并且原材料均为商业化产品，便于购买，价格低廉，从而降低生产成本，提高市场竞争力。