[发明专利]一种可用于聚合物燃料电池阴极催化剂的Fe、N共掺杂多孔碳纳米纤维的制备方法

摘要

本发明公开了一种可用于稳定高效催化燃料电池阴极氧气还原反应的Fe、N共掺杂多孔碳纳米纤维材料的制备方法，具体是：将碳纳米纤维与吡咯按比例混合后，加入一定量的三价铁离子溶液，使吡咯聚合后均匀的包裹在碳纳米纤维表面，除去未反应的杂质，抽滤后，自然晾干，再将包裹了聚吡咯的碳纳米纤维浸泡在铁离子溶液中，吸收三价铁离子至饱和，然后抽滤烘干，再经高温处理、酸回流、高温处理，即可得到Fe、N共掺杂的多孔碳纳米纤维高效电催化剂。本发明利用碳纳米纤维、吡咯和铁离子作为前驱物制备出了Fe、N共掺杂多孔碳纳米纤维，原料廉价易得，易于大规模生产，可以替代昂贵的Pt基材料作为稳定高效的燃料电池氧气还原反应催化剂。

主权项

一种Fe、N共掺杂多孔碳纳米纤维的制备方法，所述方法包括如下步骤：a.将碳纳米纤维，稀释于水，获得备用碳纳米纤维溶液；b.向所述备用碳纳米纤维溶液中加入吡咯，超声、搅拌均匀后，滴入三价铁离子溶液，使吡咯充分聚合，获得包裹了聚吡咯的碳纳米纤维；c.将所述包裹了聚吡咯的碳纳米纤维浸泡在铁离子溶液中，过滤后烘干，获得铁/聚吡咯包裹的碳纳米纤维；d.将所述铁/聚吡咯包裹的碳纳米纤维进行初次600℃‑1400℃高温处理，得到Fe、N共掺杂的碳纳米纤维‑1；e.将所述Fe、N共掺杂的碳纳米纤维‑1进行酸刻蚀，得到Fe、N共掺杂多孔碳纳米纤维‑2；f.将所述Fe、N共掺杂的碳纳米纤维‑2再次进行600℃‑1400℃高温处理，得到Fe、N共掺杂多孔碳纳米纤维材料。