[發明專利]一種碳基催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202110265734.2
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113097501A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 劉節華;唐德鍵;魏香鳳;孟凡成
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種碳基催化劑的制備方法，其特征在于，使用乙醇胺基結構誘導試劑，通過配體交換，獲得高產率的金屬-有機骨架材料，碳化后獲得高催化活性的碳基催化劑，具體制備步驟如下：

（1）將適量的金屬鹽和有機配體分別溶于等量的水中，得到澄清的金屬鹽溶液A和配體溶液B；

（2）向上述金屬鹽溶液A中再加入一定量的乙醇胺基結構誘導試劑得到溶液C；

（3）將配體溶液B和溶液C混合得到乳液D；

（4）將（3）中的乳液D置于不同溫度下結晶得到金屬-有機骨架材料；

（5）將（4）中反應后的產物在無氧或低氧氛圍下高溫熱解，并酸洗得到相應碳基催化劑。

2.如權利要求1所述的一種碳基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（1）中金屬鹽包括但不限于硝酸鹽、氯化鹽、乙酸鹽、硫酸鹽的一種或多種，金屬離子為鈷離子、鋅離子、鎳離子的一種或多種，有機配體為2-甲基咪唑、間二苯酚、均苯三甲酸的一種或多種。

3.如權利要求1所述的一種碳基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（1）中金屬鹽和有機配體的摩爾比為4:1-1:50，所用水與金屬鹽的質量比為200:1-1:1。

4.如權利要求1所述的一種碳基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（2）中所用乙醇胺基結構誘導試劑包括但不限于N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的一種或多種，其與水的質量比為1:1-1:50。

5.如權利要求1所述的一種碳基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（4）中的反應結晶溫度為0-300℃，時間為5分鐘-24小時。

6.如權利要求1所述的一種碳基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（5）中的無氧或低氧氛圍為氮氣、氬氣、氮/氬混合氣體、真空環境的一種或多種，熱解碳化溫度為500-1200℃，時間為2-10小時，酸洗條件為0.01-5 M的鹽酸、硝酸、硫酸的一種或多種。