[發明專利]一種鐵基氮磷共摻雜多孔碳氧還原催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110328526.2
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113097510B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 康永剛;楊文武;閆鵬
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/94;H01M4/96;H01M4/88
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 華金

1.一種鐵基氮磷共摻雜多孔碳氧還原催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：制備氮磷共摻雜納米片，包括以下子步驟：

步驟1.1：將尿素、無水葡萄糖和植酸置于去離子水中，攪拌均勻得到混合液體，其中尿素、無水葡萄糖、植酸與去離子水的質量比為1:0.1：0.32:10；

步驟1.2：將混合溶液烘干后進行高溫碳化處理，形成大量孔結構，得到氮磷共摻雜多孔碳材料，其中高溫碳化處理過程為：在氮氣氣氛下，以勻速升溫至所需溫度后進行保溫，再勻速降溫至所需溫度，隨后自由降溫至室溫；所述高溫碳化處理過程為：在氮氣氣氛下，以5℃/min的速率升溫至700～1000℃，保溫1小時，再以10℃/min的速率降溫至300℃，隨后自由降溫至室溫；

步驟2：結合步驟1得到的氮磷共摻雜納米片，制備鐵基氮磷共摻雜納米片，包括以下步驟：

步驟2.1：將酞菁鐵置于無水乙醇中，所述酞菁鐵與無水乙醇的質量比為1:30；

步驟2.2：將步驟1得到的氮磷共摻雜納米片材料加入到步驟2.1得到的溶液中，形成混合液體，其中酞菁鐵與氮磷共摻雜納米片的質量比為1～10:250；

步驟2.3：將混合液體進行超聲后蒸干，之后進行干燥，得到鐵基氮磷共摻雜納米片；片狀結構中形成了磷化鐵納米顆粒-石墨碳核殼結構，具有多重活性位點和多孔性。

2.如權利要求1所述的一種鐵基氮磷共摻雜多孔碳氧還原催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2.1中的無水乙醇濃度為99.5％。

3.如權利要求1所述的一種鐵基氮磷共摻雜多孔碳氧還原催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2.3中的超聲后蒸干并干燥的步驟為：在超聲機中持續超聲1小時，在60℃下蒸干，再將其在烘箱中以60℃恒溫干燥12小時。

4.如權利要求1所述的一種鐵基氮磷共摻雜多孔碳氧還原催化劑的制備方法，其特征在于，所述氮磷共摻雜納米片命名為CNP1000。

5.如權利要求1所述的一種鐵基氮磷共摻雜多孔碳氧還原催化劑的制備方法，其特征在于，所述鐵基氮磷共摻雜納米片命名為FPx@CNP1000，其中x表示酞菁鐵質量，單位為mg，其中0.1≤x≤1。

6.如權利要求1所述的一種鐵基氮磷共摻雜多孔碳氧還原催化劑的制備方法，其特征在于，所述鐵基氮磷共摻雜納米片可作為制備燃料電池催化劑的應用。

7.如權利要求1所述的一種鐵基氮磷共摻雜多孔碳氧還原催化劑的制備方法，其特征在于，所述鐵基氮磷共摻雜納米片在制備燃料電池催化劑時，當酞菁鐵含量為0.6mg時，制備出的燃料電池催化劑的電化學性能最好。