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专利号: 2018112798097
申请人: 聊城大学
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:

1.一种磷镍钯共掺杂碳基复合催化剂的制备方法,其特征在于:其制备过程包括利用金属盐和丁二酮肟反应,所述金属盐为二价镍盐或亚钯酸盐,制备得到前体为丁二酮肟合镍、丁二酮肟合钯或钯掺杂的丁二酮肟合镍中的一种,次亚磷酸钠分解生成磷化氢和磷酸盐,磷化氢与前体直接发生化学反应,将所得的产物利用酸进行浸泡得到磷镍钯共掺杂的碳基复合催化剂;

优选的,所述二价镍盐为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、乙酸镍中的一种;

优选的,所述磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种;

优选的,所述亚钯酸盐为四氯钯酸钾、四氯钯酸钠、硝酸钯、硫酸钯中的一种。

2.一种磷镍钯共掺杂碳基复合催化剂的制备方法,其特征在于:(1)将取镍盐和亚钯酸盐溶于三次水中,用NaOH调至pH,向溶液中滴加丁二酮肟,滴加完后静止沉淀,经抽滤、洗涤、干燥得到丁二酮肟合镍/钯;

(2)将步骤(1)所得丁二酮肟合镍/钯与磷酸盐混合于容器中,置于石英管式炉,在氮气氛围下加热,煅烧后,得到固体产物a;

(3)将步骤(2)将所得固体产物a研磨,将该粉末放在反应釜中,在室温下用HCl浸泡后,升温后用HCl浸泡;将所得产物离心分离,洗涤,干燥后即得到催化剂;

优选的,所述镍盐为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、乙酸镍中的一种;

优选的,所述磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种;

优选的,所述亚钯酸盐为四氯钯酸钾、四氯钯酸钠、硝酸钯、硫酸钯中的一种;

优选的,步骤(1)中所述pH为9-10;

所述步骤(2)中加热的速率为2-4℃/min;优选为3℃/min;

所述步骤(2)中煅烧的温度为450-550℃;优选为500℃;

所述步骤(3)中升温前和升温后所用盐酸的浓度为0.8-1.2mol/L;优选为1mol/L。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:优选的,所述步骤(1)中镍盐、亚钯酸盐、丁二酮肟的摩尔比为8-11:1:19-21;优选为9:1:20。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中丁二酮肟合镍/钯与磷酸盐的摩尔比为1:4-6;优选为1:5。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中丁二酮肟合镍/钯与磷酸盐的放入顺序为先将磷酸盐放入容器然后再放入丁二酮肟合镍/钯。

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中升温后的温度为50-70℃;优选为60℃。

7.一种磷镍共掺杂碳基复合催化剂的制备方法,其特征在于:具体步骤为:(1)将取二价镍盐溶于水中,用NaOH调pH,向溶液中滴加丁二酮肟,滴加完后静止沉淀,经抽滤、洗涤、干燥得到丁二酮肟合镍;

(2)将步骤(1)所得丁二酮肟合镍与磷酸盐混合于容器中,置于石英管式炉,在氮气氛围下加热,煅烧后,得到固体产物a;

(3)将步骤(2)将所得固体产物a研磨,将该粉末放在反应釜中,在室温下用HCl浸泡后,升温后用HCl浸泡;将所得产物离心分离,洗涤,干燥后即得到催化剂;

优选的,所述镍盐为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、乙酸镍中的一种;

优选的,所述磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种;

优选的,所述步骤(1)中镍盐、丁二酮肟的摩尔比为8-11:19-21;优选为1:2;

优选的,所述步骤(1)中所述pH为9-10;

优选的,所述步骤(2)中丁二酮肟合镍与磷酸盐的摩尔比为1:4-6;优选为1:5;

优选的,所述步骤(2)中丁二酮肟合镍与磷酸盐的放入顺序为先将磷酸盐放入容器然后再放入丁二酮肟合镍;

优选的,所述步骤(2)中加热的速率为2-4℃/min;优选为3℃/min;

优选的,所述步骤(2)中煅烧的温度为450-550℃;优选为500℃;

优选的,所述步骤(3)中升温前和升温后所用盐酸的浓度为0.8-1.2mol/L;优选为

1mol/L;

优选的,所述步骤(3)中升温后的温度为50-70℃;优选为60℃。

8.一种磷钯共掺杂碳基复合催化剂的制备方法,具体步骤为:(1)将取亚钯酸盐溶于水中,用盐酸调pH,向溶液中滴加丁二酮肟,滴加完后静止沉淀,经抽滤、洗涤、干燥得到丁二酮肟合钯;

(2)将步骤(1)所得丁二酮肟合钯与磷酸盐混合于容器中,置于石英管式炉,在氮气氛围下加热,煅烧后,得到固体产物a;

(3)将步骤(2)将所得固体产物a研磨,将该粉末放在反应釜中,在室温下用HCl浸泡后,升温后用HCl浸泡;将所得产物离心分离,洗涤,干燥后即得到催化剂;

优选的,所述磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种;

优选的,所述亚钯酸盐为四氯钯酸钾、四氯钯酸钠、硝酸钯、硫酸钯中的一种;

优选的,所述步骤(1)中亚钯酸盐、丁二酮肟的摩尔比为1:19-21;优选为1:20;

优选的,所述步骤(1)中所述pH为2-3;

优选的,所述步骤(2)中丁二酮肟合钯与磷酸盐的摩尔比为1:4-6;优选为1:5;

优选的,所述步骤(2)中丁二酮肟合钯与磷酸盐的放入顺序为先将磷酸盐放入容器然后再放入丁二酮肟合钯;

优选的,所述步骤(2)中加热的速率为2-4℃/min;优选为3℃/min;

优选的,所述步骤(2)中煅烧的温度为450-550℃;优选为500℃;

优选的,所述步骤(3)中升温前和升温后所用盐酸的浓度为0.8-1.2mol/L;优选为

1mol/L;

优选的,所述步骤(3)中升温后的温度为50-70℃;优选为60℃。

9.权利要求1-8所述的制备方法制备得到磷镍钯、磷镍、磷钯掺杂的碳基复合催化剂。

10.权利要求9所述的磷镍钯、磷镍、磷钯掺杂的碳基复合催化剂在作为燃料电池催化剂中的应用;

优选的,所述磷镍钯、磷镍、磷钯共掺杂的碳基复合催化剂在作为燃料电池阴极氧还原反应中的催化剂的应用。