[发明专利]一种非晶C-N薄膜电催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种非晶C-N薄膜电催化剂的制备方法，通过射频磁控溅射法，利用衬底加偏压，在钛基底上沉积非晶的C-N薄膜，反应过程中碳源气体、氩气和氮气的相应流量比为25：20：15，单位为标准状态毫升每分；然后利用高真空热处理炉对沉积的薄膜进行700℃热处理以实现C-N薄膜催化剂的制备。该方法操作简单，成本较低，不会引入金属杂质。制备的C-N催化剂开启电位为-0.02V，极限电流密度为5.46mA cm-2，在18000s的计时电流测试中比电流仍能保持98%；不会发生甲醇中毒。其催化活性可与Pt/C催化剂媲美，而稳定性和选择性胜于Pt/C催化剂，是一种性能优良的非贵金属催化剂。

主权项

一种制备非晶C‑N薄膜电催化剂材料的方法，其特征在于：通过衬底加偏压的射频磁控溅射法在多晶钛基底材料上沉积不含金属的C‑N薄膜，并对C‑N薄膜进行热处理获得C‑N薄膜电催化剂，具体步骤包括：步骤A：将基底材料置于真空装置中，系统抽真空，待达到一定真空度，通入溅射气体和反应气体，等待一段时间，使气体混合均匀；步骤B：利用射频磁控溅射沉积法，调整反应气压，设定射频功率、衬底偏压及溅射时间，使碳源气体、氮源气体、氩气在射频电源的作用下离化、分解，最终在基底上沉积非晶的C‑N薄膜；步骤C：将沉积C‑N薄膜的基底放入高真空热处理炉中，通入保护气体，升温至预定反应温度时，保温一段时间，对C‑N薄膜进行热处理；步骤D：热处理结束后，继续通保护气体，冷却至室温；可得到非晶的C‑N薄膜催化剂。