[发明专利]一种非金属氧还原催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种非金属氧还原催化剂，其特征在于，所述催化剂具有三维分级多孔结构，主要成分为碳和掺杂在其中的氮元素和磷元素，其中氮元素与碳元素相比的含量为0～10at%，磷元素与碳元素相比的含量为0～8at%，并且氮、磷元素含量不同时为0。

2.根据权利要求1所述的非金属氧还原催化剂，其特征在于，所述三维分级多孔结构是指具有相互连通的大孔，所述大孔的孔径为40～4000nm，所述大孔的孔壁上有孔径范围在3～40nm的纳米孔。

3.权利要求1或2所述的非金属氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

1）将1～10wt%的聚苯乙烯微球的水溶液与6～10wt%聚乙烯醇的二甲基亚砜溶液以体积比为1：1～2在50～90℃下均匀混合，得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液在-20～0℃下冷冻2～24小时，再在20～25℃下解冻0.5～1小时，得到聚乙烯醇和聚苯乙烯的复合水凝胶；用50mL质量分数为0.15～1.5%的戊二醛水溶液与所述0～20g复合水凝胶化学交联3～12小时，得到交联的复合水凝胶；

2）将所述交联的复合水凝胶浸润到单氰胺和磷酸的水溶液中10～24小时，达到吸附溶胀平衡；然后在60～80℃下干燥12～24小时；

3）将步骤2）中干燥后的固体在氩气气氛中于600～1000℃下进行高温热解，并保温2～5小时；然后自然冷却到室温，得到所述非金属氧还原催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯微球的粒径为50～5000nm。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的交联的复合水凝胶与浸润液的质量比为0～10：1；浸润液中所述磷酸与单氰胺的质量比为0.0～0.5：1，其中单氰胺的水溶液的质量浓度为50%。