[发明专利]氮掺杂多孔碳担载的非贵金属电催化剂制备及电催化应用

摘要

一种氮掺杂多孔碳担载的非贵金属电催化剂的制备，该方法以氧化镁为硬模板，利用含氮配体及多酸的混合物作为氮源和碳源，通过超声、旋蒸的方法进行混合分散，高温焙烧进行碳化，再利用酸溶液讲将模板除去，得到多孔碳材料。再利用旋蒸的方法将非贵金属大环化合物与多孔碳材料进行混合，经热处理、酸洗制备担载型的非贵金属电催化剂。此种方法用高比表面积氮掺杂的多孔碳材料做载体，有利于非贵金属大环化合物中金属-氮/碳的分散及载体与金属-氮/碳活性位之间的相互协同作用，进而大大提高该催化剂的氧还原活性。该材料对燃料电池的阴极氧还原有较高的电催化活性，具有潜在的应用前景，推动了燃料电池商业应用的进程。

主权项

氮掺杂多孔碳担载的非贵金属电催化剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：1)A、先将氧化镁与含氮配体及多酸配体混合在有机溶剂中，超声分散5～60min，25～80℃下，旋蒸后，得到白色混合物，再在惰性气氛下经高温600‑1000℃焙烧30min～4h，酸洗除去硬模板，水洗至中性后，经真空干燥箱烘干后得氮掺杂的多孔碳载体；或者，B、直接将氧化镁与含氮配体及羧酸的配体研磨混合，再在惰性气氛下经高温600‑1000℃焙烧30min～4h，在25～80℃下，酸洗除去硬模板，水洗至中性后，经真空干燥箱烘干后得氮掺杂的多孔碳载体；2)将过渡金属大环配合物溶解或分散在有机溶剂中，再与1)中制备的碳材料混合，超声5～60min，25～80℃下，旋蒸后，在惰性气氛下经高温600‑1000℃焙烧30min～4h，在25～80℃下，酸洗除杂质，水洗至中性后得到担载型非贵金属电催化剂。