[發(fā)明專利]基于生物質(zhì)衍生的碳復(fù)合材料氧還原催化劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910160128.7
• 申請(qǐng)日: 2019-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN109888311A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付超鵬;蔣敏;張佼;孫寶德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/90
• 分類號(hào): H01M4/90;H01M12/06;H01M12/08
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種生物質(zhì)基過渡金屬碳化物/多孔氮摻雜碳氧還原催化劑的制備方法，其特征在于，以生物質(zhì)為碳源、氮源，與造孔劑/催化劑充分混合制成混合分體進(jìn)一步加入含氮前驅(qū)物研磨并加熱處理得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的生物質(zhì)為稻草、玉米秸稈、玉米芯、麥稈、椰殼、谷殼、稻殼、甘蔗渣、木材、木屑、竹材、雜草或其組合；

所述的酸溶液為硝酸、硫酸、鹽酸、高氯酸或其組合；

所述的造孔劑/催化劑為高錳酸鉀、高鐵酸鉀、重鉻酸鉀溶液或其組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的充分混合是指：將粉末狀的生物質(zhì)與造孔劑攪拌均勻得到混合液，然后對(duì)混合液進(jìn)行過濾洗滌，并經(jīng)真空干燥得到混合粉體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征是，所述的充分混合，生物質(zhì)粉末與造孔劑的質(zhì)量之比為10:1～1000:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的含氮前驅(qū)物為三聚氰胺、甘氨酸、三乙醇胺、丙嗪或其組合。

6.一種生物質(zhì)基過渡金屬碳化物/多孔氮摻雜碳氧還原催化劑，其特征在于，通過上述任一權(quán)利要求所述方法制備得到，其比表面積為301.5～1435.9m²/g。

7.一種根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述還原催化劑的應(yīng)用，其特征在于，將其用于制備鋁空氣全電池的空氣電極，具體為：將催化劑與活性碳和粘接劑混合后制成催化層，與集流體以及防水透氣層壓制成膜后加熱得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征是，所述的壓制成膜是指：在壓力為5～15kgf/cm²、溫度為20～80℃下壓制。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征是，所述的粘接劑為：聚四氟乙烯乳液、聚偏氟乙烯溶液、羧甲基纖維素以及丁苯橡膠或其組合。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征是，所述的催化層，通過將還原催化劑與活性碳、乙醇和粘接劑混合制成漿料后滾壓、擠壓或涂覆得到。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征是，所述的防水透氣層，通過碳材料、造孔劑和粘接劑混合，加入乙醇制成漿料后滾壓、擠壓或涂覆制備得到，其組分及質(zhì)量百分比為：碳材料20～80％、粘結(jié)劑10～50％、造孔劑5～30％。

12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征是，所述的集流體為：鍍鎳銅網(wǎng)、碳紙、鎳網(wǎng)、鈦網(wǎng)或不銹鋼網(wǎng)。

13.一種鋁空氣全電池，其特征在于，包括：鋁合金正極以及權(quán)利要求7～12中任一所述的空氣正極。