[发明专利]N-掺杂的TiO2 有效
| 申请号： | 201811507303.7 | 申请日： | 2018-12-10 |
| 公开（公告）号： | CN109718823B | 公开（公告）日： | 2021-10-26 |
| 发明（设计）人： | 李文鹏;张浩权;刘慧玲;赵红霞;杜登学;韩鑫;徐树正;于沛沛 | 申请（专利权）人： | 齐鲁工业大学 |
| 主分类号： | B01J27/24 | 分类号： | B01J27/24;B82Y30/00;H01M4/90 |
| 代理公司： | 济南金迪知识产权代理有限公司 37219 | 代理人： | 杨磊 |
| 地址： | 250353 山东*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 掺杂 tio base sub | ||
1.一种碱性燃料电池氧还原反应催化剂N-掺杂的TiO2/C复合材料，其特征在于，该复合材料的微观结构为掺杂N元素的碳材料与TiO2紧密复合的纳米颗粒；所述的纳米颗粒粒径为2-30nm，N元素的掺杂量为10-30％，以复合材料的质量百分比计；TiO2与C的质量比为1∶(0.5-5)；
该复合材料按如下方法制备得到：
将钛源和氮源用醇溶剂溶解混合后加入碳源水溶液中，碳源水溶液中预先加入水解抑制剂以避免钛源水解过快，钛源-氮源-碳源混合溶液于100-250℃热处理6-24h；过滤、干燥，于900℃煅烧1-3h，即得；
所述的碳源为小分子糖、柠檬酸或/和水解纤维素；
所述的氮源为尿素、三聚氰胺、碳酸铵或/和氨水；
所述的钛源为钛酸四丁酯、四氯化钛、钛酸丁酯、钛酸四乙酯，钛酸异丙酯或/和钛酸四异丙酯；
所述的醇溶剂为乙醇、甲醇或/和丙三醇；
所述的水解抑制剂为乙酸、盐酸、异丙醇或/和乙酰丙酮；
碳源、氮源、钛源的加入量按照碳、氮、钛的摩尔比为(3-10)∶(1-3)∶1确定。
2.根据权利要求1所述的碱性燃料电池氧还原反应催化剂N-掺杂的TiO2/C复合材料，其特征在于，所述的N-掺杂的TiO2/C复合材料中，所述的TiO2为锐钛矿型、金红石型或锐钛矿相和金红石相的混晶。
3.根据权利要求1所述的碱性燃料电池氧还原反应催化剂N-掺杂的TiO2/C复合材料，其特征在于，所述的N-掺杂的TiO2/C复合材料在0.1mol/L NaOH饱和氧气溶液中扫描循环伏安曲线，扫描速率5mvs-1，出现的氧还原峰为0.67-0.82V，峰电流密度为1.6-2.1mAcm-2。
4.根据权利要求1所述的碱性燃料电池氧还原反应催化剂N-掺杂的TiO2/C复合材料，其特征在于，所述的N-掺杂的TiO2/C复合材料在0.1mol/L NaOH饱和氧气溶液中测试计时电流法曲线(CA)，电位为0.565Vvs(RHE)，转速2000r/min，电流密度下降≤7％。
5.权利要求1-4任一项所述的碱性燃料电池氧还原反应催化剂N-掺杂的TiO2/C复合材料的制备方法，包括步骤如下：
将钛源和氮源用醇溶剂溶解混合后加入碳源水溶液中，碳源水溶液中预先加入水解抑制剂以避免钛源水解过快，钛源-氮源-碳源混合溶液于100-250℃热处理6-24h；过滤、干燥，于900℃煅烧1-3h，即得；
所述的碳源为小分子糖、柠檬酸或/和水解纤维素；
所述的氮源为尿素、三聚氰胺、碳酸铵或/和氨水；
所述的钛源为钛酸四丁酯、四氯化钛、钛酸丁酯、钛酸四乙酯，钛酸异丙酯或/和钛酸四异丙酯；
所述的醇溶剂为乙醇、甲醇或/和丙三醇；
所述的水解抑制剂为乙酸、盐酸、异丙醇或/和乙酰丙酮；
碳源、氮源、钛源的加入量按照碳、氮、钛的摩尔比为(3-10)∶(1-3)∶1确定；
水热处理温度为100-250℃，热处理时间为6-24h；
煅烧温度为500-1000℃，煅烧时间为1-3h。
6.权利要求1所述的碱性燃料电池氧还原反应催化剂N-掺杂的TiO2/C复合材料作为碱性燃料电池氧还原反应催化剂的应用。
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