[发明专利]一种氮掺杂碳纳米管燃料电池催化剂的制备方法

摘要

本实验的发明目的是针对现有氮掺杂碳纳米管制备方法存在的问题，提供一种氮掺杂碳纳米管燃料电池催化剂的制备方法。本发明采用双温区法制备氮掺杂碳纳米管，先将固体碳源和氮源前驱体置于低温区加热升华，然后通过载气将升华的前驱体带入高温区进行碳纳米管的沉积。这种将前驱物置于低温区的方法可以有效避免进气管道和设备接口的腐蚀，同时载气流速比较低，前驱物可以在高温区充分反应，提高氮掺杂碳纳米管的产量。本发明方法简单易行，操作安全，生产成本低廉。采用本发明制备的氮掺杂碳纳米管催化剂，可应用于燃料电池领域。用本发明制备的催化剂，具有高效的氧还原催化性能，具有媲美和替代Pt/C催化剂的潜力。

主权项

一种氮掺杂碳纳米管燃料电池催化剂的制备方法，其具体方法步骤包括其特征在于：(1)氮掺杂碳纳米管催化剂的制备按固体氮源∶二茂铁的质量比为1∶1～6称取固体氮源和二茂铁，将固体氮源和二茂铁研磨混合均匀后置于管式炉的低温区，将石英片置于管式炉的高温区，先向管式炉中通入0.5～1小时的惰性气体除去管式炉中的空气，通气结束后，将低温区升温至200～500℃，高温区升温至600～900℃，升温结束后，向低温区通入惰性载气将升华的前驱物带入高温区，控制惰性载气的流速为50～200毫升/分钟，反应20～80分钟后得到不同尺寸形貌的氮掺杂碳纳米管；(2)氮掺杂碳纳米管催化剂的纯化将步骤(1)制得的氮掺杂碳纳米管催化剂在100～400℃下氧化3～10小时除去其中的无定形碳，然后将上述产物用浓硝酸加热搅拌回流3～10小时，经过滤、洗涤、烘干后得到纯化的氮掺杂碳纳米管催化剂。