[发明专利]无金属催化剂的空气阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种无金属催化剂的空气阴极，包括作为基材的碳布或不锈钢网，其特征在于，所 述基材的两面分别涂覆扩散层和催化层，其中扩散层与空气接触，催化层与电解液接触；

所述扩散层由内至外依次为：1～2层的纳米碳基本层和1～5层的聚四氟乙烯涂层；该 纳米碳基本层是：粒度为20纳米的碳粉与40％wt的聚四氟乙烯乳液按每克碳粉加10～50ml 聚四氟乙烯乳液混合且经加热处理；该聚四氟乙烯涂层是：浓度为60％wt的聚四氟乙烯乳 液且经加热处理；

所述催化层为：活性炭粉、聚四氟乙烯乳液和异丙醇混合且经加热处理，其中活性炭 粉为通过500目筛子的微粒，聚四氟乙烯乳液浓度为5～15％wt，异丙醇浓度为97％wt，每 克活性炭粉中加入0.5～4ml聚四氟乙烯乳液和5～10ml异丙醇；

所述活性炭粉先经加热加压碱液活化处理，处理时温度为80～400℃，压力为0.1～1 MPa，碱液是浓度0.5～5M的KOH，处理时间为15～120分钟。

2.根据权利要求1所述的空气阴极，其特征在于，所述纳米碳基本层的载碳量为2～8 mg/cm²。

3.根据权利要求1所述的空气阴极，其特征在于，所述催化层的载活性炭量为5～20 mg/cm²。

4.一种制备权利要求1所述的空气阴极的制备方法，包括：

(1)扩散层的处理

纳米碳基本层：将碳粉和聚四氟乙烯乳液混合成膏状，涂覆或压制在碳布或不锈钢网 的表面上，每涂覆或压制一层均需加热处理，加热温度为350～370℃，时间为15～30分 钟；

聚四氟乙烯涂层：在纳米碳基本层表面涂覆聚四氟乙烯，每涂覆一层均需加热处理， 加热温度是350～370℃，时间为5～15分钟；

(2)催化层的处理

将活性炭粉、聚四氟乙烯乳液和异丙醇混合成膏状，涂敷或压制在碳布或不锈钢网的 另一表面后加热处理，加热温度为250～300℃，处理时间为10～15分钟。