[发明专利]一种燃料电池用金属氧化物掺杂的炭凝胶载体及其应用

摘要

本发明涉及燃料电池催化剂载体，具体地说是一种高稳定型炭凝胶载体在燃料电池中的应用；所述催化剂的前躯体组分为间苯二酚，甲醛，有机配体，可溶性金属无机盐的混合物。间苯二酚与甲醛摩尔比为1:5～5:1，间苯二酚与金属有机化合物（以纯金属量计算）的摩尔比为5:1～1500:1，可溶性金属无机盐和有机配体的摩尔比20：1～1:20，可溶性金属无机盐可包括其中一种，或者两种或者两种以上的混合物。混合有机凝胶经过500～1200℃惰性气体环境中碳化制得高活性复合炭凝胶载体。本发明作为一种稳定性碳材料用作燃料电池阴极催化剂载体时，表现出良好的电化学稳定性。

主权项

一种燃料电池用金属氧化物掺杂的炭凝胶载体，所述载体以间苯二酚、甲醛、配位化合物和可溶性金属无机盐为原料，采用如下过程制备而成：（1）将间苯二酚和溶剂A按0.1～10ml溶剂/1g间苯二酚的比例混合配制溶液B；（2）向溶液B中加入质量浓度为20～40%的甲醛溶液，间苯二酚和甲醛的摩尔比为1:1～4:1，在20～100℃环境中搅拌直至反应形成溶胶凝胶前驱体；（3）将可溶性金属无机盐和溶剂Q按照体积比10:1～1：10混合稀释，加热30～160℃下回流和配位化合物进行混合配位，反应0.5～12h，得到所需的金属配合物，用溶剂Q将得到的金属配合物的体积稀释至稀释前原体积的2～10倍；混合配位时，其中可溶性金属无机盐中的金属与配位化合物中的有机配体摩尔比为20:1～1:20；（4）将稀释后的金属配合物用0.5～2M氨水或者0.5～2M草酸，在25～70℃调节至PH=7，逐滴滴加到步骤（2）所得到的溶胶凝胶前驱体中，得到凝胶C；其中溶胶凝胶前驱体与金属配合物的体积比为10:1～1：10；（5）将凝胶C干燥老化处理3～12天，取出后粉碎研磨，得到固体粉末D；（6）将固体粉末D于600～1200℃惰性气氛处理1～10小时，惰性气氛气体吹扫至室温即得到炭凝胶载体。