[發(fā)明專利]一種石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310046538.1
• 申請(qǐng)日: 2013-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN103962139A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋玉江;謝妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): B01J23/75
• 分類號(hào): B01J23/75;B01J23/755;H01M4/90
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

1.一種石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑的制備方法，其特征在于：將含氮配體與金屬鹽溶解在50~100°C的水中，回流攪拌0.5~24h；將氧化石墨烯在水中超聲分散，50~100°C下預(yù)熱0.5~24h，得到氧化石墨烯水溶液，將氧化石墨烯水溶液與上述溶液混合，回流攪拌0.5~24h，冷卻至室溫；加入還原劑固體或其水溶液，反應(yīng)0.5~24h；抽濾、烘干；在400~1200℃下的載氣中焙燒0.5~5h，冷卻至室溫；加入5~5000mL酸性水溶液，在50~100°C的水浴中回流0.5~24h后，抽濾，水洗至中性，烘干。

2.按照權(quán)利要求1所述石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑的制備方法，其特征在于：所述含氮配體包括4,4’-聯(lián)吡啶、2,2’-聯(lián)吡啶、鄰菲羅啉、吡啶二胺或三聚氰胺中的兩種或兩種以上的混合物；含氮配體與氧化石墨烯的質(zhì)量百分比為1:100~1:1。

3.按照權(quán)利要求1所述石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑的制備方法，其特征在于：所述金屬鹽包括Fe、Co、Cr、Cu、Ni、Mn、Zn、Mg的氯化物、乙酰丙酮基化合物、硝酸鹽、乙酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽，草酸鹽中的兩種或兩種以上混合物，所述金屬鹽在石墨稀上的載量為0.1-50%。

4.按照權(quán)利要求1所述石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑的制備方法，其特征在于：所述氧化石墨烯水溶液的濃度為0.1~100mg/mL。

5.按照權(quán)利要求1所述石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑的制備方法，其特征在于：所述還原劑包括甲醛、甲酸、硼氫化鋰、硼氫化鈉、硼氫化鉀、硼氫化胺、甲醇、乙醇、多元醇、水合肼、乙二酸、蘋果酸、檸檬酸、葡萄糖、蔗糖、抗壞血酸和它們的衍生物及類似物中的一種或二種以上的混合物；

在整個(gè)體系中，還原劑的最終濃度為0.5~1000mmol/L。

6.按照權(quán)利要求1所述石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑的制備方法，其特征在于：所述載氣包括氣、氖氣、氬氣、氮?dú)狻睔庵械囊环N或二種以上的混合氣體。

7.按照權(quán)利要求1所述石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑的制備方法，其特征在于：所述酸性水溶液包括硼酸、硫酸、苯磺酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、磷酸、鎢酸、氫氟酸、磷鎢酸、硝酸、高氯酸中的一種或兩種以上的混合物；酸性水溶液的濃度為0.1~10mol/L。

8.一種權(quán)利要求1所述方法制備的石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑，其特征在于：該催化劑為2-200nm的顆粒擔(dān)載或包覆在被還原的氧化石墨烯上。

9.一種權(quán)利要求8所述石墨烯擔(dān)載的非貴金屬電催化劑應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池。