[发明专利]直接甲醇燃料电池阳极用钴基复合物催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种直接甲醇燃料电池阳极用钴基复合物催化剂，是采用弱碱处理聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶作为载体，以其浸渍可溶性钴盐，惰性气氛下煅烧后得到的、由含氮的碳材料包裹的单质钴纳米晶复合材料，其单质钴含量为2～6wt%；其中，所述的弱碱处理聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶是以三氨基苯硼酸盐酸盐、苯胺和聚乙烯醇为原料，在含有引发剂过硫酸铵的水溶液体系中聚合反应得到聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶，再将聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶置于弱碱溶液中浸泡处理后得到的水凝胶产物，所述弱碱溶液为0.5～2mol/L的氨水溶液。

2.权利要求1所述直接甲醇燃料电池阳极用钴基复合物催化剂的制备方法，是在聚乙烯醇水溶液中加入三氨基苯硼酸盐酸盐的盐酸溶液和苯胺，溶解均匀后，降温至0℃滴加过硫酸铵溶液，聚合反应得到聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶，置于弱碱溶液中浸泡得到弱碱处理聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶，以其作为载体，置于可溶性钴盐溶液中充分浸渍，取出洗净干燥，惰性气氛下300～800℃煅烧，冷却后粉碎研磨制成Co-N-C复合催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是所述三氨基苯硼酸盐酸盐与苯胺的用量摩尔比为0.01～0.1∶1，所述聚乙烯醇的用量为三氨基苯硼酸盐酸盐质量的30～600倍，所述聚合反应时间6～30h。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度为8～12wt%。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是将所述弱碱处理聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶置于0.5～3mol/L的可溶性钴盐溶液中浸渍18～36h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是将负载有钴离子的弱碱处理聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶冷冻干燥。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是所述煅烧时间1～5h。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是以1～5℃/min的速率将所述浸渍有钴离子的弱碱处理聚乙烯醇-聚苯胺导电水凝胶从室温升温至300～800℃进行煅烧。

9.一种碱性体系直接甲醇燃料电池阳极，在所述阳极上涂覆有权利要求1所述催化剂。