[发明专利]催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种催化剂，包括：

碳载体，掺杂有氮；以及

固体颗粒，负载在所述碳载体表面上，

其中，所述固体颗粒包括选自由非贵金属颗粒、贵金属颗粒、含氮化物的贵金属颗粒及其组合组成的组中的任何一种颗粒。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，

所述碳载体具有二维平面晶体结构或三维多面体晶体结构。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其中，

所述碳载体的孔隙率为10％至85％。

4.根据权利要求1所述的催化剂，其中，

所述含氮化物的贵金属颗粒包括钴氮化物。

5.根据权利要求1所述的催化剂，其中，

所述固体颗粒包括选自由贵金属颗粒、含钴氮化物的贵金属颗粒及其组合组成的组中的任何一种颗粒。

6.根据权利要求1所述的催化剂，其中，

所述非贵金属颗粒包括钴，并且所述贵金属颗粒包括铂。

7.根据权利要求1所述的催化剂，其中，

所述催化剂包含在燃料电池或水电解电池的电极中。

8.一种催化剂的制备方法，包括：

通过合成金属前驱体和烷基咪唑制备碳载体；

对所述碳载体进行初次热处理；

对所述碳载体进行二次热处理；

通过对所述碳载体进行酸处理来去除金属颗粒，从而纯化所述碳载体；以及

对所述碳载体进行三次热处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述碳载体包括作为沸石咪唑酸酯骨架的ZIF-67。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述初次热处理在惰性气体气氛中在25℃至1000℃的温度下进行10分钟至300分钟，所述二次热处理在7以下的质子浓度即pH下在60℃至100℃的温度下进行2小时至10小时。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，

进行所述初次热处理后的所述碳载体在其表面上包括钴颗粒。

12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

将所述碳载体与铂一起添加到溶剂中并对所述碳载体进行二次热处理。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，

进行二次热处理后的所述碳载体在其表面上包括选自由钴、镍、铂及其组合组成的组中的任何一种颗粒。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述酸处理在盐酸水溶液中在90℃至120℃的温度下进行1小时至3小时。

15.根据权利要求8所述的方法，其中，

通过所述酸处理从所述碳载体上去除的金属颗粒包括未键合至铂的纯钴。

16.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述三次热处理在氨气气氛中在300℃至600℃的温度下进行10分钟至60分钟。

17.一种催化剂的制备方法，包括：

通过合成金属前驱体和烷基咪唑制备碳载体；

对所述碳载体进行初次热处理；

通过对所述碳载体进行酸处理从所述碳载体表面去除金属颗粒；以及

对所述碳载体进行二次热处理。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，

进行所述初次热处理后的所述碳载体在其表面上包括钴颗粒，并且通过所述酸处理从所述碳载体的表面去除所述钴颗粒。