[發明專利]一種核-殼結構非貴金屬電催化劑的制備及其應用

在審

• 申請號: 201510770346.4
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN105449231A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 宋玉江;李佳
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠;溫福雪

1.一種核‐殼結構非貴金屬電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟如下：

1)將1份炭黑分散于20‐500份HNO₃溶液中，20‐90℃回流0.5‐10h，抽濾，去離子水洗滌至中性，烘干得到預處理后的炭黑，其中HNO₃溶液的濃度為1‐10mol/L；

2)將卟啉溶于有機溶劑中，加入步驟1)預處理后的炭黑，超聲分散20min以上，再蒸干溶劑；卟啉在有機溶劑中的濃度為0.1‐20mmol/L，卟啉與預處理后的炭黑的質量比為0.1‐10:1；

3)將步驟2)蒸干溶劑后剩余的物質在400‐1200℃下的載氣中焙燒0.5‐4h，冷卻至室溫，加入酸性水溶液，在30‐90℃的水浴中回流1‐24h，抽濾，去離子水洗至中性，烘干，得到核‐殼結構非貴金屬電催化劑。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的炭黑的粒徑為5‐100nm，比表面積為100‐2000m²/g。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述的卟啉為meso‐四(4‐甲氧基苯基)卟啉鐵、meso‐四(4‐甲氧基苯基)卟啉鈷、meso‐四(4‐甲氧基苯基)卟啉鋅、meso‐四(4‐甲氧基苯基)卟啉錳、meso‐四(4‐甲氧基苯基)卟啉鎳中的一種或兩種以上混合物；所述的有機溶劑為氯仿、二氯甲烷、四氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、乙醚、乙酸乙酯、正己烷中、乙醇、乙醚、甲醇、丙三醇、丙酮中的一種或兩種以上混合。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述的載氣為氦氣、氖氣、氬氣、氮氣、氨氣中的一種或兩種以上的混合氣體。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的載氣為氦氣、氖氣、氬氣、氮氣、氨氣中的一種或兩種以上的混合氣體。

6.根據權利要求1、2或5所述的制備方法，其特征在于，所述的酸性水溶液為硼酸、硫酸、苯磺酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、磷酸、氫氟酸、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。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的酸性水溶液為硼酸、硫酸、苯磺酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、磷酸、氫氟酸、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.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的酸性水溶液為硼酸、硫酸、苯磺酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、磷酸、氫氟酸、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。

9.權利要求1、2、5、7或8所述的制備方法制備的核‐殼結構非貴金屬電催化劑用于制備燃料電池和金屬/空氣電池。

10.權利要求6所述的制備方法制備的核‐殼結構非貴金屬電催化劑用于制備燃料電池和金屬/空氣電池。