[发明专利]一种以叶绿素为主要原料制备氧还原电催化剂的方法

摘要

本发明公开一种以叶绿素为主要原料制备氧还原电催化剂的方法，该方法所采用的原料包括叶绿素溶液、金属源、氮源、炭黑、无机酸和过氧化物，制备步骤如下：将炭黑溶解在水中长时间超声分散；包裹聚合物；水洗；向干燥后的固体中加入水、叶绿素溶液和金属源，旋蒸，干燥，粗磨，得到粉末状固体，成分为富含叶绿素并掺杂金属的聚合物包裹的炭黑；再经初次热处理；酸洗；二次热处理后即得。本发明所制备的氧还原电催化剂完全不含有贵金属或仅含有超低含量的贵金属，而且采用廉价的含氮化合物(叶绿素为主，同时配合少量的苯二胺)取代卟啉、酞菁等价格昂贵的大环化合物，不仅所制备的氧还原电催化剂性能优良，而且成本低廉，容易量产。

主权项

1.一种以叶绿素为主要原料制备氧还原电催化剂的方法，其特征在于采用以下重量份配比的原料制成：叶绿素溶液1～50份、金属源1～5份、氮源1～5份、炭黑5～20份、无机酸8～15份、过氧化物10～60份；所述制备方法包括以下步骤：(1)溶解：先将炭黑研磨和过筛，然后溶解在去离子水中，超声分散得到炭黑溶液，保存备用；(2)包裹聚合物：向炭黑溶液中加入氮源和部分无机酸，在3～5℃下机械搅拌分散均匀，再加入预先冰水冷却的过氧化物，在0～10℃下搅拌反应，得到包裹了聚合物的炭黑溶液；(3)水洗：将包裹了聚合物的炭黑溶液抽滤，用去离子水水洗后，干燥，得到固体；(4)掺入叶绿素和金属源：向步骤(3)所得的干燥后的固体中加入去离子水，再加入叶绿素溶液和金属源，依次进行旋蒸、干燥、粗磨，得到粉末状固体，成分为掺入金属的且含有大量叶绿素的炭黑；(5)初次热处理：将步骤(4)所得粉末状固体进行初次热处理，恒温数小时后自然降温；(6)酸洗：将初次热处理所得粉末与剩余无机酸混合，进行酸洗，然后冷却、洗涤、干燥得到粉末状固体；(7)二次热处理：将步骤(6)所得粉末状固体进行二次热处理，恒温数小时，真空状态下降温，得到氧还原电催化剂。