[发明专利]氮掺杂多孔碳纳米片负载非贵金属催化剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种氮掺杂多孔碳纳米片负载非贵金属催化剂及其制备方法，所述催化剂是在氮掺杂且多孔的碳纳米片内部嵌入或表面负载金属及金属氧化物纳米粒子，其制备方法为：1)合成可聚合的离子液体单体；2)将得到的离子液体与金属盐前驱体反应，干燥后，得到中间产物的固体粉末；3)将得到的固体粉末放置于磁舟中，然后放入装有石英管的管式炉中，通入一定流速的惰性气体，然后升高温度至600～1000度，并保持0.5～5小时，自然冷却至室温，得到催化剂。本发明催化剂采用聚离子液体作为前驱体，金属负载量高，成本低廉，同时具有高的氧还原和氧析出催化活性，制备得到的产品性能稳定，制备方法简单，易于放大和工业化应用。

主权项

1.一种氮掺杂多孔碳纳米片负载非贵金属催化剂，其特征在于：该催化剂既用于氧还原又用于氧析出电极反应，在氮掺杂且多孔的碳纳米片内部嵌入或表面负载金属及金属氧化物纳米粒子，所述的碳纳米片厚度为5～1000nm，氮掺杂的含量为1～10％质量百分含量，金属负载量为1～50％质量百分含量；所述的催化剂的制备方法，步骤如下：⑴室温，将烯基咪唑与硝酸混合，所述步骤⑴中硝酸浓度为0.1～10mol/L，烯基咪唑与硝酸的摩尔比为1:10～10:1，搅拌，50‑90度，反应3‑15小时，得到粘稠的离子液体单体；⑵将所得到的离子液体单体溶于乙醇溶液中，搅拌条件下加入金属盐反应，离子液体单体与金属盐摩尔比为50:1‑1:50，0.5‑6小时，50‑90度干燥，得到粉末状固体；⑶将上述固体粉末置于管式炉中，惰性气体保护下，以5℃/min速率升温至100℃，保温0.5‑2小时，然后升温至650～900℃进行煅烧2小时，反应结束后，自然冷却至室温，产物研磨后得到氮掺杂多孔碳纳米片负载非贵金属催化剂。