[发明专利]一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂及其制备方法在审
| 申请号： | 201910118357.2 | 申请日： | 2019-02-16 |
| 公开（公告）号： | CN109755601A | 公开（公告）日： | 2019-05-14 |
| 发明（设计）人： | 张俊锋;尹燕;祝伟康;秦彦周 | 申请（专利权）人： | 天津大学 |
| 主分类号： | H01M4/90 | 分类号： | H01M4/90 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 | 代理人： | 琪琛 |
| 地址： | 300350 天津市津南区海*** | 国省代码： | 天津;12 |
| 权利要求书： | 查看更多 | 说明书： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 催化剂 氧还原催化剂 多级孔结构 制备 粉末状碳材料 过渡金属 氧还原催化活性 纳米材料技术 控制催化剂 性能和应用 催化性能 非贵金属 高温碳化 孔径分布 前驱体热 燃料电池 有机框架 原位生长 前驱体 沸石 裂解 炭黑 咪唑 传递 引入 暴露 调控 优化 | ||
1.一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂，其特征在于，由以下制备方法得到：
(1)将1份质量份的粉末状碳材料、1份质量份的聚乙烯吡咯烷酮和3份质量份的过渡金属盐分散在极性分散液中，超声分散至均匀；
(2)将4份质量份的2-甲基咪唑分散在与步骤(1)同等体积的，另一份同种极性分散液中，超声分散至均匀；
(3)将步骤(1)得到的混合液在-5～5℃的环境中搅拌均匀，然后迅速将步骤(2)获得的混合液倒入其中，在相同的环境中继续搅拌10～60分钟；随后将搅拌均匀的混合液在室温环境中静置24～72小时；
(4)将静置后的混合液离心分离，水洗多次；随后将清洗干净的黑色固体充分干燥，即获得催化剂前驱体；
(5)将催化剂前驱体在惰性或混合气氛下以3～10℃/min的速率加热至600～800℃，恒温1～4小时，然后自然降温至室温，即获得碳化产物；
(6)使用酸性溶液清洗所得的碳化产物，去除多余的金属颗粒，离心分离获得固体，并将其充分干燥即获得最终氧还原催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂，其特征在于，步骤(1)中所述的粉末状碳材料为炭黑、石墨烯、碳纳米管、石墨粉中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂，其特征在于，步骤(1)中所述的过渡金属盐为六水合硝酸钴、七水合硫酸亚铁、六水合硝酸锌中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂，其特征在于，步骤(1)中所述的极性分散液为甲醇、乙醇、水的一种。
5.根据权利要求1所述的一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂，其特征在于，步骤(1)中所述的极性分散液的用量为20～100mL。
6.根据权利要求1所述的一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂，其特征在于，步骤(4)中的干燥温度为60～80℃。
7.根据权利要求1所述的一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂，其特征在于，步骤(5)中的惰性气氛包括氮气、氩气、氦气和氢氩混合气中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种多级孔结构过渡金属氧还原催化剂，其特征在于，步骤(6)中的酸性溶液的pH值为0～1。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述多级孔结构过渡金属氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：
(1)将1份质量份的粉末状碳材料、1份质量份的聚乙烯吡咯烷酮和3份质量份的过渡金属盐分散在极性分散液中，超声分散至均匀；
(2)将4份质量份的2-甲基咪唑分散在与步骤(1)同等体积的，另一份同种极性分散液中，超声分散至均匀；
(3)将步骤(1)得到的混合液在-5～5℃的环境中搅拌均匀，然后迅速将步骤(2)获得的混合液倒入其中，在相同的环境中继续搅拌10～60分钟；随后将搅拌均匀的混合液在室温环境中静置24～72小时；
(4)将静置后的混合液离心分离，水洗多次；随后将清洗干净的黑色固体充分干燥，即获得催化剂前驱体；
(5)将催化剂前驱体在惰性或混合气氛下以3～10℃/min的速率加热至600～800℃，恒温1～4小时，然后自然降温至室温，即获得碳化产物；
(6)使用酸性溶液清洗所得的碳化产物，去除多余的金属颗粒，离心分离获得固体，并将其充分干燥即获得最终氧还原催化剂。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于天津大学，未经天津大学许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
本文链接：http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201910118357.2/1.html，转载请声明来源钻瓜专利网。
