[發明專利]一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201110397195.4
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102489328A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 喬錦麗;戴先逢;丁蕾;徐麗
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;H01M4/86
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

1.一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑，其特征在于：所述催化劑的組成包括質量比為1∶0.01～1∶0.01～1的碳材料、吡啶或吡啶衍生物和鈷酞菁。

2.根據權利要求1所述的一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑，其特征在于：所述碳材料為活性炭、碳納米管、納米碳纖維、碳納米籠或石墨烯。

3.根據權利要求1所述的一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑，其特征在于：所述吡啶衍生物為2-甲基吡啶或2-吡啶甲酸。

4.一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑的制備方法，包括：

(1)將質量比為1∶0.01～1∶0.01～1的碳材料、吡啶或吡啶衍生物和鈷酞菁溶于溶劑中，研磨至甲醇揮發完全，干燥，得催化劑前驅體；

(2)將上述前驅體在惰性氣體氣氛保護下以20～25℃/min升溫至600～900℃焙燒還原處理2～3h，得到碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑。

5.根據權利要求4所述的一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中的溶劑為水、甲醇、乙醇或四氫呋喃。

6.根據權利要求4所述的一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中的惰性氣體為氮氣或氬氣。

7.一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑的應用，其特征在于：所述催化劑應用于燃料電池用膜電極結合體，其具體步驟如下：

將碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑分散到異丙醇溶液中，經過超聲，得到催化劑的墨水溶液；移取催化劑溶液轉移到GC電極上，用甲醇和Nafion溶液的混合液做粘結劑，自然晾干即可。

8.根據權利要求7所述的一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑的應用，其特征在于：所述燃料電池為堿性燃料電池、直接甲醇燃料電池、直接乙醇燃料電池、氫-空低溫燃料電池或鋅-空電池。

9.根據權利要求7所述的一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑的應用，其特征在于：所述Nafion溶液和甲醇溶液的質量比為1∶50。

10.根據權利要求7所述的一種碳載吡啶氮修飾化鈷酞菁催化劑的應用，其特征在于：所述催化劑負載量為70～110μg/cm²。