[發明專利]一種堿性體系直接尿素燃料電池陽極催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110500842.3
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113224331B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 胡拖平;武娜;安富強;高建峰;宋江鋒
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

1.一種堿性體系直接尿素燃料電池陽極催化劑，是以聚乙烯醇-聚苯胺導電水凝膠置于可溶性鎳鹽與尿素的混合溶液中水熱反應制備負載氫氧化鎳沉淀的聚乙烯醇-聚苯胺導電水凝膠，再于惰性氣氛下煅燒得到的一種單質鎳和氧化鎳混合納米晶體嵌入在含氮碳基質中的復合材料；其中，所述的聚乙烯醇-聚苯胺導電水凝膠是以三氨基苯硼酸鹽酸鹽、苯胺和聚乙烯醇為原料，在含有引發劑過硫酸銨的水溶液體系中聚合反應得到的水凝膠。

2.權利要求1所述堿性體系直接尿素燃料電池陽極催化劑的制備方法，是在聚乙烯醇水溶液中加入三氨基苯硼酸鹽酸鹽的鹽酸溶液和苯胺，溶解均勻后，降溫至0℃滴加過硫酸銨溶液，聚合反應得到聚乙烯醇-聚苯胺導電水凝膠，置于含有可溶性鎳鹽和尿素的溶液中，60～120℃下水熱反應，反應產物干燥后，惰性氣氛下300～800℃煅燒，冷卻后粉碎制成Ni/NiO-N-C復合催化劑。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是所述三氨基苯硼酸鹽酸鹽與苯胺的用量摩爾比為0.01～0.1:1，聚乙烯醇的用量為三氨基苯硼酸鹽酸鹽質量的30～600倍。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是所述聚合反應時間6～30h。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是所述聚乙烯醇水溶液的質量濃度為8～12wt%。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是將所述聚乙烯醇-聚苯胺導電水凝膠置于含有0.03～0.13mol/L可溶性鎳鹽和0.2～0.67mol/L尿素的溶液中水熱反應3～30h。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是將負載有氫氧化鎳沉淀的聚乙烯醇-聚苯胺導電水凝膠冷凍干燥。

8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是所述煅燒時間1～5h。

9.根據權利要求2所述的制備方法，其特征是以1～5℃/min的速率將所述負載氫氧化鎳沉淀的聚乙烯醇-聚苯胺導電水凝膠從室溫升溫至300～800℃進行煅燒。

10.一種堿性體系直接尿素燃料電池陽極，在所述陽極上涂覆有權利要求1所述催化劑。