[發明專利]一種碳負載過渡金屬原子對電催化劑及其制備方法與應用在審
| 申請號： | 201811609302.3 | 申請日： | 2018-12-27 |
| 公開（公告）號： | CN109686988A | 公開（公告）日： | 2019-04-26 |
| 發明（設計）人： | 趙玉峰;劉得鑫;李宏觀 | 申請（專利權）人： | 燕山大學 |
| 主分類號： | H01M4/88 | 分類號： | H01M4/88;H01M4/90;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務所 11569 | 代理人： | 劉奇 |
| 地址： | 066000 河北*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 電催化劑 過渡金屬原子 制備 催化劑前軀體 碳負載 氮碳 大規模工業化生產 退火 應用 過渡金屬離子 金屬空氣電池 燃料電池領域 多孔碳材料 雙過渡金屬 沉淀反應 過渡金屬 活性位點 絡合作用 氧還原 氮源 熱解 碳基 引入 | ||
1.一種碳負載過渡金屬原子對電催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將含氮碳源和雙過渡金屬源依次溶于水中形成混合溶液，進行沉淀反應，得到前軀體體系；
(2)將所述步驟(1)得到的前軀體體系中的水蒸干，研磨，得到催化劑前軀體；
(3)將所述步驟(2)得到的催化劑前軀體在保護氣氛下，依次進行熱解和退火，得到所述碳負載過渡金屬原子對電催化劑；
所述步驟(1)中雙過渡金屬源中兩種過渡金屬源分別溶于水；
所述步驟(3)中熱解的溫度為500～1000℃，時間為4～8h。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中還包括；在混合溶液中加入硫源；所述硫源的加入時機為加入雙過渡金屬源后或加入雙過渡金屬中的一種過渡金屬源后；所述硫源包括硫脲或二乙基二硫代氨基甲酸鈉三水合物。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述混合溶液中硫源的濃度為(0,1]mol/L。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述雙過渡金屬源中兩種過渡金屬包括鐵鈷、鋅鎂、鋅鐵、鈷鎂，鋅鈷或鈷鎳。
5.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，所述混合溶液中雙過渡金屬源中兩種過渡金屬源的濃度獨立地為0.01～1mol/L。
6.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，所述雙過渡金屬源中兩種過渡金屬源的摩爾比為1：1～1：3。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含氮碳源包括生物質、尿素、三聚氰胺或甘氨酸；所述混合溶液中含氮碳源的濃度為0.01～1mol/L。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述退火的溫度為600～1000℃，時間為1～3h。
9.權利要求1～8任一項所述制備方法得到的碳負載過渡金屬原子對電催化劑，其特征在于，所述電催化劑包括多孔碳材料和雙過渡金屬原子對；所述雙過渡金屬原子對均勻分散在多孔碳材料表面上；所述多孔碳材料的孔隙為1nm～50nm；所述碳負載過渡金屬原子對電催化劑的比表面積為500～2500m2/g。
10.權利要求9所述的碳負載過渡金屬原子對電催化劑在金屬空氣電池、燃料電池領域中的應用。
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