[發(fā)明專利]碳材料、鉑碳催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN114477124A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 榮峻峰;趙紅;謝南宏;顧賢睿;張家康;王厚朋;彭茜;張云閣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01M4/92;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳材料，其特征在于，該碳材料為硫氮磷硼摻雜的導(dǎo)電炭黑。

2.按照權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，在其XPS分析的S_2P譜峰中，噻吩型硫的特征峰面積占160ev～170ev之間的特征峰總面積的70％以上。

3.按照權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，在其XPS分析的N_1s譜峰中，在399ev～400.5ev之間有一個特征峰，在397.5ev～398.5ev之間有一個特征峰，且在390ev～410ev之間沒有其他的特征峰。

4.按照權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，在其XPS分析的B_1s譜峰中，在190.3±0.5ev處有一個特征峰。

5.按照權(quán)利要求4所述的碳材料，其特征在于，所述導(dǎo)電炭黑為EC-300J、EC-600JD、ECP-600JD、VXC72、Black pearls 2000、PRINTEX XE2-B、PRINTEX L6或HIBLAXK 40B2。

6.按照權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，其XPS分析中，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～6％，氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～6％，磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～6％，硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～6％。

7.一種碳材料的制備方法，包括：將導(dǎo)電炭黑與硫源、氮源、磷源和硼源接觸，在惰性氣體中于400℃～900℃處理0.5h～10h，得到所述的碳材料。

8.按照權(quán)利要求7所述的碳材料的制備方法，其特征在于，硫源的質(zhì)量以其所含硫的質(zhì)量計，所述導(dǎo)電炭黑與硫源的質(zhì)量比為20：1～2：1。

9.按照權(quán)利要求7所述的碳材料的制備方法，其特征在于，氮源的質(zhì)量以其所含氮的質(zhì)量計，所述導(dǎo)電炭黑與氮源的質(zhì)量比為500：1～5：1。

10.按照權(quán)利要求7所述的碳材料的制備方法，其特征在于，磷源的質(zhì)量以其所含磷的質(zhì)量計，所述導(dǎo)電炭黑與磷源的質(zhì)量比為10000：1～10：1。

11.按照權(quán)利要求7所述的碳材料的制備方法，其特征在于，硼源的質(zhì)量以其所含硼的質(zhì)量計，所述導(dǎo)電炭黑與硼源的質(zhì)量比為10000：1～10：1。

12.按照權(quán)利要求7所述的碳材料的制備方法，其特征在于，所述的硫源為單質(zhì)硫。

13.按照權(quán)利要求7所述的碳材料的制備方法，其特征在于，所述氮源為氨水/或尿素。

14.按照權(quán)利要求7所述的碳材料的制備方法，其特征在于，所述的磷源為磷酸、磷酸鹽、焦磷酸鹽、多聚磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、亞磷酸鹽和次磷酸鹽中一種或幾種。

15.按照權(quán)利要求7所述的碳材料的制備方法，其特征在于，所述的硼源為硼酸和硼酸鹽中的一種或幾種。

16.一種碳材料，其特征在于，由權(quán)利要求7～15中的任一方法制得。

17.權(quán)利要求1～6和16中任一所述的碳材料作為電極材料在電化學(xué)中的應(yīng)用。

18.一種鉑碳催化劑，包括碳載體和負(fù)載于其上的鉑金屬，其特征在于，所述的碳載體為硫氮磷硼摻雜導(dǎo)電炭黑。

19.按照權(quán)利要求18所述的鉑碳催化劑，其特征在于，在其XPS分析的S_2P譜峰中，噻吩型硫的特征峰面積占160ev～170ev之間的特征峰總面積的70％以上。