[发明专利]一种过渡金属偏硼酸盐纳米双功能催化剂及制备方法

摘要

一种过渡金属偏硼酸盐纳米双功能催化剂，它的化学式为M(BO₂)₂(M＝Fe，Co，Ni)，其化学成分质量百分比为：过渡金属35～45％、硼10～20％、氧40～50％；上述过渡金属偏硼酸盐纳米双功能催化剂的制备方法主要是先通过溶剂热法使微纳米碳化硼和过渡金属盐形成复合物，待反应结束后静置洗涤干燥，将反应后得到的产物于氮气气氛中进行500～600℃的热处理即可得到过渡金属的偏硼酸盐纳米双功能催化剂。本发明工艺简单、容易操作、制备成本低且易于规模化生产，制备的催化剂是一种兼具催化氧还原反应和析氧反应的高催化活性的新型催化剂，可以替代价格昂贵且只有单催化活性的铂基和钌/铱基催化剂，应用于燃料电池阴极和金属空气电极正极。

主权项

1.一种过渡金属偏硼酸盐纳米双功能催化剂，其特征在于：它的化学式为M(BO₂)₂，过渡金属M为Fe，Co，Ni中的一种或两种，其化学成分质量百分比为：过渡金属35～45％、硼10～20％、氧40～50％；其制备方法如下：1)将微纳米碳化硼粉末加入到过渡金属盐溶液A中，使两者充分混合，得到悬浊液B；所述悬浊液B中碳化硼与过渡金属盐溶液A中加入的过渡金属盐的质量比为：1:0.5～100；2)将混合均匀的悬浊液B转移至水热釜的聚四氟乙烯内衬中，装填量为内衬容量的60％，组装好后将水热釜置于恒温干燥箱中，在150～180℃条件下保温5h～12h，随炉冷却后得到混合物C；3)将混合物C用丙酮、去离子水、无水乙醇依次分别洗涤三次以上，直至沉淀后的上层液体澄清透明，缓慢倒出上清液后将沉淀固体物质充分干燥，得到固体粉末D；4)将固体粉末D装入陶瓷坩埚后放入真空炉中，先抽真空至10^‑1～10Pa，然后关闭真空泵，以10～30L/min的速率向腔体中通入氮气，在氮气气氛下500～600℃下处理至2～3h得到过渡金属偏硼酸盐纳米双功能催化剂。