[发明专利]一种高比表面积铁氮碳催化剂的制备方法

摘要

本发明提供了一种高比表面积铁氮碳催化剂的制备方法，称取铁源，溶于碳源和氮源溶液中配成溶液；所得原料溶液通过电子蠕动泵输入立式管式炉中，同时通入保护气体，原料溶液在管式炉高温区气化并热分解形成纳米团簇；热分解结束纳米团簇形成氮掺杂炭包铁纳米核壳颗粒产物，并在管式炉尾部收集器中收集；将得到的氮掺杂炭包铁纳米核壳颗粒置于王水溶液中，加热并搅拌，过滤，去离子水洗涤；将得到的催化剂进行干燥，随后将该催化剂置于真空环境加热，催化剂随炉冷却得到高比表面积铁氮碳催化剂。本发明的铁氮碳催化剂合成方法简单，原料易得，易于操作，产物稳定性好，氧还原催化活性高，可用于燃料电池阴极催化剂，适合工业化生产。

主权项

1.一种高比表面积铁氮碳催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）称取铁源，溶于碳源和氮源中的任意一种或者两种按照任意比例混合的溶液中，所述的铁源与碳源和氮源组成的溶液的质量比为4:1~1:20；2）将步骤1）所得原料溶液通过电子蠕动泵输入立式管式炉中，同时通入保护气体，原料溶液在管式炉高温区气化并热分解形成纳米团簇，所述的管式炉的反应温度为500~1300℃，升温速率为5~15℃/min；3）热分解结束后，纳米团簇形成氮掺杂炭包铁纳米核壳颗粒产物，并在管式炉尾部收集器中收集；4）将步骤3）得到的氮掺杂炭包铁纳米核壳颗粒置于王水溶液中，加热并搅拌，加热温度为30~90℃，搅拌时间为2~10 h；然后过滤，去离子水洗涤除去残余王水溶液，得到铁氮碳催化剂；5）将步骤4）得到的铁氮碳催化剂进行干燥，随后将铁氮碳催化剂置于真空环境加热，加热温度为200~400℃，保温时间10~120 min，然后随炉冷却得到高比表面积铁氮碳催化剂。