[发明专利]一种无金属氮掺杂石墨化多孔碳基氧还原催化剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种氮掺杂的石墨化多孔碳基氧还原催化剂，催化剂中氮原子掺杂量为5到8%。本发明所述氮掺杂的石墨化多孔碳基材料的制备方法是采用多孔无机氧化物SiO2或Al2O3为硬模板，含氮芳香化合物为前驱体，通过纳米浇筑技术将前驱体分子填入模板中，在通过在惰性气氛保护下进行加热处理后，除去无机氧化物模板后得到产物，它可以作为碱性电解液氧还原反应催化剂使用，具有极好的催化活性和稳定性。

主权项

一种无金属氮掺杂石墨化多孔碳基氧还原催化剂的制备方法，其特征在于具有以下的制备过程和步骤：    a. 选取含氮芳香化合物为前驱体，将其溶解于溶剂中，配制成10～30wt%的溶液；所述的含氮芳香化合物为芘二酰亚胺、无金属酞菁或氨基芘中的任一种；所述的溶剂为丙酮、四氢呋喃或甲苯中的任一种；    b. 将作为硬模板的多孔二氧化硅或氧化铝加入到上述溶有含氮芳香化合物的溶液中，搅拌24小时；然后将所得溶液置于旋转蒸发仪中蒸干溶剂，再放置干烘箱中在80～100℃下烘干8～12小时，以除去残余溶剂；将得到的固体研磨成粉末；所述的多孔二氧化硅或多孔氧化铝其平均孔径为100～200nm；    c. 将上述所得粉末置于管式炉中，通入惰性气体，升温速度为5～10℃/分钟，升温至600～1000℃，并保温2～5小时，然后随炉冷却至室温，收集得到的粉末；所述的惰性气体为氮气或氩气；    d. 将上述收集得到的粉末置于10～20wt%的氢氟酸或3～5摩尔/升的氢氧化钠水溶液中；所用的粉末与HF或NaOH的质量比为0.2～0.5；搅拌48～72小时后，离心除去液体，将得到的固体在90～110℃烘干，即得氧还原催化剂。