[发明专利]一种基于中阶煤的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种用于燃料电池阴极催化剂的中阶煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一，先将变质程度中等的中阶煤原煤块破碎，随后将所得小块中阶煤原煤进行机械球磨处理，得到中阶煤粉末；所述中阶煤选自肥煤或瘦煤；

步骤二，将中阶煤粉末和无水乙醇共同加入到2~4mol/L的氢氧化钾溶液中，在50~70℃条件下搅拌加热2h，过滤，水洗至滤液呈中性，烘干后得到物料A；其中所述中阶煤粉末的质量与无水乙醇体积的比例为1g：4mL；

步骤三，将物料A和无水乙醇共同加入到2~4mol/L的盐酸溶液中，在50~70℃条件下搅拌加热2h，过滤，水洗至滤液呈中性，烘干后得到物料B；其中步骤三与步骤二中无水乙醇的用量相同；

步骤四，将物料B与氮源双氰胺球磨混合，得到物料C；将物料C与活化剂氢氧化钾研磨混合，得到物料D，随后将物料D置于管式炉中热解，在惰性气体保护下先升温至310℃保温2h，再升温至900℃保温2h，之后降温至300℃，再自然冷却至室温，得到物料E；所述物料B、双氰胺和氢氧化钾的质量比为1：5：5；

步骤五，将物料E进行酸洗处理，然后过滤，水洗至滤液呈中性，烘干，即得到中阶煤基氮掺杂多孔碳材料。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池阴极催化剂的中阶煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，步骤一中球磨转速为400rpm，球磨方式为正反转交替球磨各30min。

3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池阴极催化剂的中阶煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，步骤四中球磨转速为400rpm，球磨方式为正反转交替球磨各15min。

4.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池阴极催化剂的中阶煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，步骤四中，热解时管式炉的升温速率和降温速率均为5℃/min。

5.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池阴极催化剂的中阶煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，步骤五中酸洗处理步骤是：在40~60℃条件下的1mol/L盐酸溶液中以400rpm的转速搅拌2~4h。

6.权利要求1至5任一项所述的制备方法制得的中阶煤基氮掺杂多孔碳材料作为燃料电池阴极的氧还原催化剂的应用。