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专利号: 2018108678088
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: 基本电气元件
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微球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)以六氯环三磷腈为第一共聚单体,以芳香多元胺或多元酚类单体为第二共聚单体,在反应溶剂和缚酸剂存在条件下,经超声或溶剂热反应方法制得聚膦腈微球,六氯环三磷腈和第二共聚单体的摩尔比为1:0.5~1:5,缚酸剂和六氯环三磷腈的摩尔比为1:0.5~1:

0.01,超声反应条件指超声水浴条件,超声功率密度为0.01~5W/cm,反应温度为20~60℃,反应时间为2~36h,溶剂热反应条件指温度为60~200℃,反应时间为2~10h;

(2)将铁盐化合物和聚膦腈微球分别溶解或分散在溶剂中,使聚膦腈微球吸附铁盐化合物,吸附后的固体产物经离心、洗涤、干燥得吸附铁盐化合物的聚膦腈微球,铁盐化合物和聚膦腈微球的质量比为0.005:1~0.3:1;

(3)将吸附铁盐化合物的聚膦腈微球在惰性气氛下煅烧,得到杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子的氧还原催化剂,煅烧温度为600~1300℃,煅烧时间为0.1~8h,氧还原催化剂用于制备燃料电池。

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)中芳香多元胺类第二共聚单体为对苯二胺、联苯胺、4,4’‑二氨基二苯醚、4,4’‑二氨基二苯甲烷、4,4’‑二氨基二苯砜的一种或多种。

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)中多元酚类第二共聚单体为对苯二酚、间苯三酚、4,4’‑二羟基二苯砜、双酚A的一种或多种。

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)中缚酸剂为三乙胺、吡啶或C1~C3的烷氧基吡啶。

5.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。

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)中的溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇或其混合物。

7.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。

8.采用权利要求1~7中任一项所述的方法制备得到的杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子催化剂,其特征是:杂原子掺杂碳微球化学结构、微纳米结构均匀,磷化铁纳米粒子尺寸均一。

9.如权利要求8所述的杂原子掺杂碳微球负载磷化铁纳米粒子催化剂,在制备燃料电池中的应用。