[发明专利]一种炭凝胶催化剂及其应用

摘要

本发明涉及燃料电池催化剂，具体地说是一种炭凝胶催化剂在燃料电池中的应用；所述催化剂的前躯体组分为间苯二酚、甲醛与金属盐组成，其中金属盐包括IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IB和IIB族中的一种或一种以上的金属元素的可溶性硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、醋酸盐或卤化物；前躯体中间苯二酚与甲醛摩尔比为2∶1，间苯二酚与金属盐的摩尔比为5∶1～1500∶1，混合有机凝胶经过500～1200℃氨气环境中碳化氮化制得高活性炭凝胶催化剂。本发明作为一种非金属催化剂用作燃料电池阴极催化剂时，表现出良好氧还原活性和电化学稳定性。

主权项

一种炭凝胶催化剂，其特征在于：所述炭凝胶以间苯二酚、甲醛和金属盐为原料，采用如下过程制备获得，(1)将间苯二酚和溶剂按0.1～10ml溶剂/1g间苯二酚的比例，搅拌混合溶解均匀，得到透明溶液A；(2)将可溶性金属盐加入到上述溶液A中，搅拌混合均匀，得到溶液B，其中间苯二酚与金属盐中金属原子的摩尔比为10∶1～1500∶1；(3)按间苯二酚与甲醛摩尔比1∶1～4∶1的比例，向搅拌中的溶液B中滴加质量浓度为20‑40％甲醛溶液，搅拌混合均匀，在20～100℃密封环境中持续搅拌直至反应形成凝胶C；(4)将凝胶C干燥老化处理3～12天，取出后粉碎研磨，得到固体粉末D；(5)将固体粉末D于600～1200℃氮化气氛中碳化氮化处理1～10小时，惰性气体吹扫至室温；采用0.5～5M酸溶液洗除未反应的金属盐，干燥后即得本发明的炭凝胶催化剂。