1.一种煤基氧还原碳催化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)对煤炭材料进行粉碎至1000目以上;
2)对煤炭材料进行酸处理,所述的酸处理为采用氢氟酸、硝酸或磷酸进行处理;处理过程采用酸液体和/或酸蒸汽:a酸液体处理,在室温或温度为60~90℃条件下静置或搅拌,2~12小时条件下进行;b利用酸蒸汽处理,在温度120~200℃时,12~72小时条件下进行;
3)在氨气和惰性气体的混合气氛下于600~1000℃下高温处理1~3小时;在此过程中,升温速度控制在2~10℃/min;气流速度为20~200sccm;
4)经步骤3)处理后的煤炭材料,在惰性气体、或者氨气和惰性气体混合气体保护下自然降温,反应器里取出的产品即为煤基氧还原碳催化材料;煤基氧还原碳催化材料中氮的质量含量为1.6%至9.3%,氮的存在方式为吡啶氮、吡咯氮和石墨化氮;
5)或在步骤2)后,进一步通过酸处理过的煤炭材料与铁、钴、镍、锰过渡金属盐中的一种或两种混合物共混后,再依次进行步骤3)、步骤4)的处理,最终制得过渡金属复合煤基氧还原碳催化材料。
2.根据权利要求1所述的一种煤基氧还原碳催化材料的制备方法,其特征在于,步骤1)所述的煤炭材料为无烟煤、烟煤或褐煤。
3.根据权利要求1所述的一种煤基氧还原碳催化材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中煤炭材料和酸的质量比为1:5~1:1;煤炭材料与酸蒸汽的质量比为1:20~1:1。
4.根据权利要求1所述的一种煤基氧还原碳催化材料的制备方法,其特征在于,步骤3)中氨气和惰性气体的体积比为1:10~1:1。
5.根据权利要求1所述的一种煤基氧还原碳催化材料的制备方法,其特征在于,步骤4)所述氨气和惰性气体混合气中氨气和惰性气体的体积比为1:10~1:1。
6.根据权利要求1所述的一种煤基氧还原碳催化材料的制备方法,其特征在于,步骤5)金属元素与酸处理后的煤炭材料的质量比为1:500~1:10。
7.根据权利要求1所述的一种煤基氧还原碳催化材料的制备方法,其特征在于,所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气。