[發明專利]一種炭載鐵摻雜四氧化三鈷納米晶復合催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201410758225.3
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104492439A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 王峰;蔣松;李志林;劉景軍;吉靜;宋夜;劉海靜;竇美玲
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種炭載鐵摻雜四氧化三鈷納米晶復合催化劑，其特征在于，粒徑在4-20nm之間的鐵摻雜四氧化三鈷顆粒均勻分散地負載在酸化炭黑顆粒的表面。

2.按照權利要求1的一種炭載鐵摻雜四氧化三鈷納米晶復合催化劑，其特征在于，鈷與鐵的摩爾比為(10～1)：1。

3.制備權利要求1-2的任一一種炭載鐵摻雜四氧化三鈷納米晶復合催化劑的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)配置0.05mol/L～0.5mol/L可溶性鈷鹽的醇水溶液，將硝酸處理過的炭黑加入溶液中，超聲分散15min～60min，滴加氨水，超聲分散15min～60min，將鐵鹽前驅體溶解在溶液中，得到含有鈷鹽、鐵鹽和炭黑載體的懸濁液；

(2)把步驟(1)懸濁液倒入反應瓶中，在攪拌油浴鍋中進行冷凝回流，反應時間為8～12h，反應結束后，對反應液進行抽濾，固體洗滌，干燥，得到復合催化劑前驅體固體粉末；

(3)將步驟(2)得到的復合催化劑前驅體固體粉末進行熱處理，處理條件為：升溫速率為3～10℃/min，熱處理溫度為200℃～400℃，保溫焙燒時間為1～4h，隨爐冷卻，得到負載型鐵元素摻雜的四氧化三鈷納米晶復合催化劑。

4.按照權利要求3的方法，其特征在于，所述的可溶性鈷鹽為醋酸鈷；酸化炭黑為GCB。

5.按照權利要求3的方法，其特征在于，所述的溶劑體系中乙醇和水的體積比在(0.1～10)：1；

所述的滴加氨水的體積占總溶液的體積分數為2％～20％，氨水質量百分數25％-28％。

6.按照權利要求3的方法，其特征在于，所述的鐵鹽前驅體是硝酸鐵或者硫酸亞鐵。

7.按照權利要求3的方法，其特征在于，所述的控制油浴溫度為50℃～160℃。

8.按照權利要求3的方法，其特征在于，所述的復合催化劑前驅體固體粉末在空氣氣氛中熱處理。

9.按照權利要求3的方法，其特征在于，四氧化三鈷在炭黑表面的預負載占炭黑范圍為50％～300％。

10.權利要求1-2的任一一種炭載鐵摻雜四氧化三鈷納米晶復合催化劑應用于電解水陽極中，充當陽極催化劑。