[發(fā)明專利]氮鈷雙摻雜多孔碳復(fù)合物雙功能氧催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710564449.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107604375B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹天榮;丁桂艷;劉曉林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C25B1/04
• 分類號(hào): C25B1/04;C25B11/06;H01M4/86;H01M4/90;H01M4/88
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

1.一種氮鈷雙摻雜多孔碳復(fù)合物雙功能氧催化劑，其特征在于所述催化劑是以海洋多糖海藻酸鈉為模板，在水熱條件下，先將二價(jià)鈷鹽和三聚氰胺與海藻酸鈉復(fù)合制備三聚氰胺/鈷-海藻酸鈉，然后將其高溫煅燒后得到氮鈷雙摻雜多孔碳復(fù)合物雙功能氧催化劑，所述海藻酸鈉記為SA，氮鈷雙摻雜多孔碳復(fù)合物記為Co/NPC；

所述氮鈷雙摻雜多孔碳復(fù)合物雙功能氧催化劑的制備方法，其特征在于包括以下具體步驟：

(a)三聚氰胺/Co-SA復(fù)合物的制備

將一定量SA分散于200mL去離子水中，80℃加熱攪拌8h使其完全溶解，配制濃度為2.5～10mg/mL的SA溶液；六水合氯化鈷加入去離子水中，配制鈷離子濃度為0.02mol/L的溶液150mL，攪拌過(guò)程中緩慢滴加到SA溶液中，攪拌4h后于4000rpm離心10min，收集沉淀物重新分散于200mL去離子水中，然后加入5g三聚氰胺，加熱至80℃攪拌1h，將上述混合溶液轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，120～150℃水熱反應(yīng)8h，反應(yīng)液離心分離后用去離子水和乙醇依次洗滌三次，干燥后得到三聚氰胺/Co-SA復(fù)合物；

(b)Co/NPC雙功能氧催化劑的制備

將步驟(a)中所得的三聚氰胺/Co-SA復(fù)合物研磨成粉末，取一定量放在瓷舟中于管式爐中，在氮?dú)夥諊乱?℃/min的速率加熱，先升高到200℃加熱1h，再加熱到600～900℃煅燒2～6h，得到所述的Co/NPC雙功能氧催化劑；

所述氮鈷雙摻雜多孔碳復(fù)合物雙功能氧催化劑中的碳來(lái)源于自然界含量豐富的海洋多糖SA，鈷活性種類以Co單質(zhì)、CoO和Co₃O₄的形式存在，鈷活性種類的粒徑為2～15nm，摻雜在孔狀碳材料中的氮原子主要以吡咯型和吡啶型存在；該催化劑為孔狀材料，其的平均孔徑為2～8nm，比表面積在148.23～188.27m²/g。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮鈷雙摻雜多孔碳復(fù)合物雙功能氧催化劑，其特征在于所述催化劑用于堿性電解水陽(yáng)極析氧反應(yīng)和燃料電池陰極氧還原反應(yīng)。