[发明专利]基于聚合物水凝胶的氧还原催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将丙烯酰胺或丙烯酰胺与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合物、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶解在去离子水中，向溶液中添加可溶性含氮化合物或含硫化合物，然后加入过硫酸盐引发剂，将上述溶液体系于60-80℃下静置0.5-1.5小时即可得到聚合物水凝胶；

2)将步骤1)制备的聚合物水凝胶冷冻干燥12-24小时，得到干凝胶；

3)将步骤2)制备的干凝胶在惰性气体保护下恒温碳化处理，对恒温碳化后的产物进行研磨，即得到氧还原催化剂。

2.根据权利要求1所述的基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于：所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺的质量比为0:1-2:1。

3.根据权利要求1所述的基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于：所述N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的添加质量为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸总质量的0.1-0.14％。

4.根据权利要求1所述的基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于：所述去离子水的添加量为使丙烯酰胺水溶液质量浓度和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水溶液质量浓度共计达到10wt％-30wt％。

5.根据权利要求1所述的基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于：所述可溶性含氮化合物为吡啶、尿素、咪唑、牛磺酸中的一种；所述含硫化合物为牛磺酸。

6.根据权利要求1所述的基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于：所述可溶性含氮化合物、含硫化合物的添加总质量为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸总质量的0-20％。

7.根据权利要求1所述的基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于：所述过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾，其添加质量为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸总质量的0.005-0.06％。

8.根据权利要求1所述的基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于：所述步骤2)中的冷冻干燥温度为-50℃～-20℃。

9.根据权利要求1所述的基于聚合物水凝胶制备氧还原催化剂的方法，其特征在于：所述步骤3)中的恒温碳化步骤为加热至500-900℃，保温3-6小时，保护气体为氮气或氩气。

10.权利要求1-9任一项权利要求所述制备方法制得的氧还原催化剂。