[发明专利]用于硼氢化钠燃料电池的阳极催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及燃料电池技术，旨在提供一种用于硼氢化钠燃料电池的阳极催化剂的制备方法。该方法是：取葡萄糖或蔗糖、亲水性纳米CaCO3固化；固化产物在氮气下恒温碳化；碳化产物洗涤干燥后，得到大孔碳材料；大孔碳材料粉碎加入吡咯溶液，超声振动混合使吡咯单体分散；再逐滴双氧水溶液进行吡咯聚合，蒸干得到聚吡咯改性大孔碳材料；与过渡金属的硝酸盐、硫酸盐或氯化物溶液超声振动混合，反应过滤清洗后，干燥得到大孔碳担载含氮过渡金属催化剂，即用于硼氢化钠燃料电池的阳极催化剂。本发明可提高表观库仑数，解决硼氢化钠燃料电池在发电过程中的产氢问题，提高硼氢化钠燃料电池发电时硼氢化钠的利用率。提高电池的安全性和可靠性，具有高性价比。

主权项

用于硼氢化钠燃料电池的阳极催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）称取10 g葡萄糖或蔗糖，按质量比 1∶1取粒径为15～40 nm的亲水性纳米CaCO3，一并加入至100 mL去离子水中，超声振动混合30分钟，使葡萄糖或蔗糖溶解，并与纳米CaCO3分散均匀；然后加热使水蒸发，并在160℃下固化6小时；再将固化产物在氮气氛保护下升温至 800 ℃，恒温碳化2小时；碳化产物依次用5 wt%盐酸、去离子水洗涤，在120℃下恒温干燥4小时后，得到大孔碳材料；（2）将大孔碳材料粉碎至粒径为100～400目，取1 g大孔碳加入三颈烧瓶，抽真空2 hr，用分液漏斗加入吡咯溶液60 mL，吡咯溶液内含吡咯16.77 g，其溶剂为含1.75 wt%乙酸和20 wt%乙醇的水溶液；超声振动混合30分钟后，磁力搅拌1小时，再超声振动10分钟，使吡咯单体分散到大孔碳表面；再用分液漏斗逐滴加入内含100 g H2O2的双氧水溶液260 mL，于冰水浴下磁力搅拌8小时进行吡咯聚合，蒸干溶剂后得到聚吡咯改性大孔碳材料；（3）将1 g 聚吡咯改性大孔碳材料置于水热反应釜中，反应釜容积为150 mL，加入过渡金属的硝酸盐、硫酸盐或氯化物溶液100 mL，所述过渡金属的硝酸盐、硫酸盐或氯化物溶液内含1.2 毫摩尔的硝酸盐、硫酸盐或氯化物；超声振动混合20分钟后，密封反应釜并置于油浴中，将油浴温度升到120～300 ℃反应12小时；过滤，去离子水清洗后，90℃真空干燥得到大孔碳担载含氮过渡金属催化剂，即用于硼氢化钠燃料电池的阳极催化剂。