[发明专利]碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法及应用在审
| 申请号： | 201811565529.2 | 申请日： | 2018-12-20 |
| 公开（公告）号： | CN109755591A | 公开（公告）日： | 2019-05-14 |
| 发明（设计）人： | 夏冬生;干林;康飞宇 | 申请（专利权）人： | 清华大学深圳研究生院 |
| 主分类号： | H01M4/86 | 分类号： | H01M4/86;H01M4/88;H01M4/90 |
| 代理公司： | 深圳市鼎言知识产权代理有限公司 44311 | 代理人： | 曾昭毅;郑海威 |
| 地址： | 518055 广东*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 电池催化剂 碳纳米管 基燃料 制备 非贵金属盐 复合前驱体 热处理 氮碳 多层次结构 商业化生产 氨气处理 氨气气氛 合成原料 活性位点 碱性条件 低成本 可调控 孔结构 石墨化 氧还原 铁盐 催化剂 调控 应用 表现 | ||
1.一种碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一含氮碳源以及一非贵金属盐，所述非贵金属盐至少包含铁盐，所述含氮碳源为固态有机含氮树脂，所述含氮碳源包括三聚氰胺甲醛树脂和三聚氰胺酚醛树脂中的一种或多种；
混合所述含氮碳源以及所述非贵金属盐，得到复合前驱体；
将所述复合前驱体在保护气氛中进行热处理；以及
将所述热处理后的复合前驱体在氨气气氛中进行氨气处理，得到所述碳纳米管基燃料电池催化剂。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述热处理包括第一阶段热处理和第二阶段热处理，所述第一阶段热处理的温度为450-600℃，所述第二阶段热处理的温度为850-1100℃。
3.根据权利要求1所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述氨气处理的温度为850-1100℃。
4.根据权利要求1所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，在所述氨气处理后还包括将氨气气氛换成保护气氛后自然冷却的步骤，所述热处理的保护气氛以及所述冷却的保护气氛均包括氩气或氮气。
5.根据权利要求1所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述非贵金属盐至少包括铁盐，还同时包括锰盐、钴盐以及镍盐中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述铁盐包括六水合三氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硝酸铁、乙酰丙酮铁、醋酸铁以及草酸铁中的至少一种。
7.根据权利要求1～6所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法的应用，其特征在于，所制备的碳纳米管基燃料电池催化剂包含碳纳米管及碳纳米管上的氮元素、非贵金属元素，所述碳纳米管中的碳元素、氮元素与非贵金属元素的摩尔占比分别为碳元素>80％，氮元素<10％，非贵金属元素<10％，所述非贵金属元素为一种或多种，所述非贵金属元素至少包含铁元素。
8.根据权利要求7所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法的应用，其特征在于，所述非贵金属元素还包括锰、钴、镍元素中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法的应用，其特征在于，所制备的碳纳米管基燃料电池催化剂应用于组装成一种催化层，所述催化层包含所述碳纳米管基燃料电池催化剂与有机聚合物质子导体，所述碳纳米管基燃料电池催化剂与有机聚合物质子导体相互混合。
10.根据权利要求9所述的碳纳米管基燃料电池催化剂的制备方法的应用，其特征在于，所述催化层应用于组装成一种燃料电池。
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