[发明专利]一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂及其制备方法与应用在审
申请号: | 201810947379.5 | 申请日: | 2018-08-20 |
公开(公告)号: | CN109065898A | 公开(公告)日: | 2018-12-21 |
发明(设计)人: | 朱钰方;郭大凯 | 申请(专利权)人: | 上海理工大学 |
主分类号: | H01M4/90 | 分类号: | H01M4/90 |
代理公司: | 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 | 代理人: | 吴文滨 |
地址: | 200093 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 催化剂 制备 金属硫化物 负载型 介孔碳 大规模工业化生产 过硫酸铵水溶液 氧还原催化性能 燃料电池阴极 高温热处理 过渡金属盐 阴极催化剂 低温聚合 还原反应 燃料电池 曲拉通X 催化氧 苯胺 可用 水中 吡咯 洗涤 过滤 应用 蒸发 | ||
1.一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)将苯胺、吡咯及曲拉通X-100加入至水中,并混合均匀;
2)加入过渡金属盐,并混合均匀;
3)加入过硫酸铵水溶液,之后进行低温聚合反应,后经蒸发、干燥,得到中间产物;
4)对中间产物进行高温热处理,后经洗涤、过滤、干燥,即得到所述的金属硫化物负载型介孔碳催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述的苯胺、吡咯及曲拉通X-100的摩尔比为100:90-110:4-10,并且每100mL水中加入0.5-1mL苯胺。
3.根据权利要求1所述的一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述的过渡金属盐为过渡金属的硝酸盐或氯化盐,所述的过渡金属包括Fe、Co或Ni中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述的过硫酸铵水溶液的浓度为0.05-0.075g/mL,并且所述的过硫酸铵水溶液与步骤1)中的水的体积比为1:3-4。
5.根据权利要求1所述的一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述的低温聚合反应中,反应温度为3-5℃,反应时间为24-72h。
6.根据权利要求1所述的一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述的蒸发过程在旋转蒸发仪中进行,所述的旋转蒸发仪的水浴温度为90-95℃,蒸发瓶内的负压为0.2-0.3MPa。
7.根据权利要求1所述的一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂的制备方法,其特征在于,步骤4)中,所述的高温热处理过程在管式炉中进行,并通入惰性气体进行保护。
8.根据权利要求1所述的一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂的制备方法,其特征在于,步骤4)中,所述的高温热处理过程为:从室温开始,以3-5℃/min的速率升温至800-1200℃,之后再恒温热处理2-3h。
9.一种金属硫化物负载型介孔碳催化剂,其特征在于,该催化剂采用如权利要求1至8任一项所述的方法制备而成。
10.一种如权利要求9所述的金属硫化物负载型介孔碳催化剂的应用,其特征在于,所述的催化剂作为燃料电池阴极催化剂,用于催化氧还原反应。
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