[发明专利]一种燃料电池用Fe/Co-N-MCF复合催化剂及其制备方法有效
| 申请号： | 202011230201.2 | 申请日： | 2020-11-06 |
| 公开（公告）号： | CN112331866B | 公开（公告）日： | 2022-06-07 |
| 发明（设计）人： | 吴光平;师锦华;王超;袁志国;郭丽 | 申请（专利权）人： | 中北大学 |
| 主分类号： | H01M4/90 | 分类号： | H01M4/90;H01M4/86 |
| 代理公司： | 太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 14110 | 代理人： | 翟冲燕 |
| 地址： | 030051*** | 国省代码： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 燃料电池 fe co mcf 复合 催化剂 及其 制备 方法 | ||
1.一种燃料电池用Fe/Co-N-MCF复合催化剂，其特征在于：以六水合氯化钴和二甲基咪唑为原料合成金属有机骨架ZIF-67，在氮气氛围下进行热解得到了氮掺杂的Co基介孔碳骨架Co-N-MCF；将Co-N-MCF和三氯化铁溶液一起加入到超重力旋转填料床中，铁离子均匀吸附在Co-N-MCF上，在氮气氛围中再次热解，即可获得燃料电池用复合催化剂Fe/Co-N-MCF；将痕量Fe均匀的负载在N掺杂的Co基介孔碳骨架Co-N-MCF上，合成了Fe/Co-N-MCF复合催化剂，痕量Fe与Co-N-MCF形成的Fe-Nx结构；
制备所述的燃料电池用Fe/Co-N-MCF复合催化剂的方法，步骤如下：
（1）5mmol六水合氯化钴和40 mmol二甲基咪唑，在500rpm磁力搅拌下分别溶解到100mL甲醇中，然后将二甲基咪唑的甲醇溶液继续500rpm搅拌，将氯化钴的甲醇溶液加入到边搅拌的二甲基咪唑的甲醇溶液中，反应5min后静置24h，离心、洗涤、干燥后得到纯净的紫色沉淀；
（2）将所得到的紫色沉淀在氮气氛围下加热到750℃热解2h，得到黑色固体粉末；
（3）将所得到的黑色固体粉末0.05g加入到浓度为0.5mol/L的氯化铁溶液中，然后将溶液加入到超重力旋转填料床中，控制超重力旋转填料床的转速为600rpm/min，反应10min，得到黄褐色溶液，将溶液离心、洗涤、干燥得到黑色沉淀；
（4）将黑色沉淀在氮气氛围中加热到750℃热解2h，得到Fe/Co-N-MCF复合催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用Fe/Co-N-MCF复合催化剂，其特征在于：步骤（1）中在8000rpm下离心20min，用甲醇在7000rpm下洗涤10min ，洗涤3次，在80℃下干燥8h~10h。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用Fe/Co-N-MCF复合催化剂，其特征在于：步骤（2）和步骤（4）中所述热解升温速率为5℃/min。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用Fe/Co-N-MCF复合催化剂，其特征在于：步骤（3）中用去离子水洗涤3次，在80℃下干燥24h。
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