[发明专利]一种燃料电池的分散型钴基催化剂及制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池的分散型钴基催化剂，其特征在于，所述钴基催化剂先通过硝酸锌制备纳米氧化锌，通过浸渍负载于多孔片状有机聚合物表面和层间，浸渍于水溶液中，在碱性条件下加入硝酸钴，取出后在氮气和氢气混合气体保护下进行真空高温热处理而制得。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂，其特征在于，所述多孔片状有机聚合物为多孔聚苯乙烯、多孔聚砜、多孔聚芳酯、多孔聚氨酯、多孔聚酰亚胺中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂，其特征在于，所述氮气和氢气混合气体中，氮气、氢气的体积比为1：3-4。

4.如权利要求1-3任一权项所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：

（1）将硝酸锌、氢氧化钠加入无水乙醇中，超声分散均匀，加热进行回流反应，得到纳米氧化锌胶体；

（2）将多孔片状高分子有机聚合物加入纳米氧化锌胶体中，浸渍24-25h后取出，得到表面和层间负载氧化锌的多孔片状高分子有机聚合物；

（3）将多孔片状高分子聚合物加入去离子水中，加入氨水调节pH值至碱性，同时加入硝酸钴溶液，密闭陈化，氧化锌表面的羟基基团在碱性条件下发生极化，产生负电荷，钴离子通过静电作用被吸附至氧化锌颗粒表面，取出后洗涤干燥，得到负载氧化锌/硝酸钴的多孔片状高分子有机聚合物；

（4）将多孔片状高分子聚合物在氮气和氢气混合气体保护下进行真空高温热处理，高分子聚合物基底被碳化，同时钴离子被还原为金属钴，均匀分布在氧化锌表面，制得形成碳负载的氧化锌/钴复合催化剂。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述加热回流反应的温度为80-85℃。

6.根据权利要求4所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述反应体系中，硝酸锌、氢氧化钠、无水乙醇的质量比为1:0.5-0.7:10-15。

7.根据权利要求4所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述体系中，多孔片状高分子有机聚合物、纳米氧化锌胶体的质量比为1:1.5-2。

8.根据权利要求4所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述密闭陈化的时间为12-13h。

9.根据权利要求4所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述体系中，多孔片状高分子聚合物、硝酸钴的质量比为1:0.3-0.4。

10.根据权利要求4所述的一种燃料电池的分散型钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述真空高温热处理的真空度为0.1-0.3Pa，温度为1500-2000℃，处理1-2h。