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专利号: 2018108675997
申请人: 临沂大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种杂原子掺杂碳纳米管负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)以六氯环三磷腈和4,4’-二羟基二苯砜为共聚单体,四氢呋喃为溶剂,在缚酸剂存在条件下,经超声反应制备聚膦腈纳米管;

(2)将铁盐化合物和聚膦腈纳米管分别溶解或分散在溶剂中,使聚膦腈纳米管吸附铁盐化合物,吸附后的固体产物经离心、水洗、干燥得吸附铁盐化合物的聚膦腈纳米管;

(3)将吸附铁盐化合物的聚膦腈纳米管在惰性气氛下煅烧,制得杂原子掺杂碳纳米管负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中六氯环三磷腈和4,4’-二羟基二苯砜的摩尔比为1:2~1:5。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中缚酸剂为三乙胺、吡啶或C1~C3的烷氧基吡啶。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中缚酸剂和六氯环三磷腈的摩尔比为1:0.3~1:0.01。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中反应温度为20~60℃,所述反应时间为2~36h。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中的铁盐化合物为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁、氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、乙酸铁、草酸铁、乙酰丙酮铁、柠檬酸铁、焦磷酸铁、二茂铁、苯甲酸铁的一种或多种,或者其水合物的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中的溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇或其混合物;

优选的,所述铁盐化合物和聚膦腈纳米管的质量比为0.01:1~0.5:1。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中的惰性气氛为氮气、氩气或者其混合气氛;

优选的,所述煅烧温度为600~1300℃,所述煅烧时间为0.1~3h。

9.采用权利要求1~8中任一项所述的方法制备得到的杂原子掺杂碳纳米管负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂,其特征是:催化剂中的碳纳米管具有均一的一维结构,且磷化铁纳米粒子尺寸均匀,尺寸为10~25nm。

10.如权利要求9所述的杂原子掺杂碳纳米管负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂,在制备燃料电池中的应用。