[发明专利]一种以昆虫翅膀为原料制备氧还原催化剂的方法

摘要

本发明公开了一种以昆虫翅膀为原料制备氧还原催化剂的方法，先将昆虫翅膀进行水热处理然后进行干燥，同时配制碳源、氮源、金属盐的混合溶液，然后，将干燥好的昆虫翅膀放入配制好的混合溶液中，昆虫翅膀与碳源、氮源、金属盐的质量比为可任意调节；冷冻真空干燥或烘干后，再将混合物于500‑2000℃进行初步高温碳化，其中，在400‑600℃通入氨气10‑120分钟；将所得材料进行研磨、酸处理、二次热处理的后续工作，得到最终催化剂材料。本发明所得材料具有高的比表面，并能实现碳、氮、非贵金属掺杂，而且制备方法简单、操作方便、成本低廉、对环境非常友好，为实现替代商业Pt/C催化剂提供了一种制备阴极氧还原催化剂新的思路和策略。

主权项

一种以昆虫翅膀为原料制备氧还原催化剂的方法，具体步骤如下：(1)取昆虫翅膀，放入装有去离子水的容器中，在60℃‑100℃的烘箱中与水加热0.5‑48小时，待冷却至室温后，取出昆虫翅膀，放入烘箱中干燥；(2)称取金属盐、聚间苯二胺、氯化羟胺、炭黑配制成均匀的混合溶液；(3)称取步骤(1)的已烘干的昆虫翅膀浸入到步骤(2)中的混合溶液中，昆虫翅膀与碳源、氮源、金属盐的质量比可任意调节，再放入冻干仪中，冷冻真空干燥12‑96小时；(4)将步骤(3)中冻干好的昆虫翅膀，放入到瓷舟中，于惰性气氛中，在管式炉中于500‑2000℃的煅烧0.5‑10小时，其中在400～600℃时通入10‑120分钟的NH3，然后冷却至室温；(5)将步骤(4)中的制品从管式炉中取出，进行研磨5‑60分钟，随后加入强酸酸洗，放入烘箱中于在60‑100℃烘干1‑24小时，然后冷却至室温；(6)将步骤(5)中酸洗后的制品，用去离子水离心清洗3‑6遍，至中性，然后于烘箱中60‑100℃干燥；(7)将步骤(6)中干燥完成的制品取出，再次放入瓷舟中，在惰性气氛中，于管式炉中500‑2000℃煅烧0.5‑10小时，然后冷却至室温；(8)将步骤(7)中的制品取出，即得到具有优异阴极氧还原反应即ORR性能的以昆虫翅膀为原料制备的氧还原催化剂。