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专利号: 2019100195163
申请人: 长江大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:所述金属有机框架化合物中空微球用于燃料电池ORR催化剂,用来催化阴极的氧还原反应;

所述金属有机框架化合物采用如下制备方法获得,所述制备方法包括:(1)提供聚苯乙烯纳米微球;

(2)在聚苯乙烯纳米微球上负载以Fe、Co为金属离子中心的MOF衍生物,即前驱体;

(3)对前驱体煅烧进行高温碳化,除去聚苯乙烯纳米微球;

(4)对碳化产物进行硫掺杂。

2.如权利要求1所述的负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:所述金属有机框架化合物中空微球用于燃料电池ORR催化剂,具体为:将金属有机框架化合物制作为催化剂浆料,将催化剂浆料制作于燃料电池阴极材料上。

3.如权利要求2所述的负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:将金属有机框架化合物制作为催化剂浆料,具体为:将金属有机框架化合物、粘结剂、分散剂和造孔剂混合并制作为催化剂浆料。

4.如权利要求2所述的负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:采用涂覆、热压或辊压的方式,将催化剂浆料制作于燃料电池阴极材料上。

5.如权利要求1所述的负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:所述聚苯乙烯纳米微球采用如下方法合成:(1a)配制乳化剂的水溶液并置于反应容器内,使乳化剂的水溶液置于惰性氛围中以去除乳化剂中的阻聚剂;

(1b)升温至回流温度,之后在回流状态下向反应容器内滴入引发剂,并反应;

(1c)向反应容器内加入苯乙烯单体与助乳化剂;

(1d)再次升温至回流温度,之后在回流状态下反应,反应完成后冷却至室温;

(1e)将无机盐的水溶液加入反应容器内进行破乳,获得悬浮液;

(1f)对悬浮液进行减压抽滤或离心机离心,之后再依次进行洗涤、减压抽滤、烘干,即得聚苯乙烯纳米微球;

聚苯乙烯纳米微球的整个合成过程在惰性氛围下进行。

6.如权利要求5所述的负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:所述乳化剂采用十二烷基硫酸钠,所述引发剂采用过硫酸钾或过硫酸铵,所述助乳化剂采用正丁醇,所述无机盐的水溶液采用氯化钾的水溶液。

7.如权利要求1所述的负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:所述MOF结构中Fe和Co的摩尔比为1:(1~3)。

8.如权利要求1所述的负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:在聚苯乙烯纳米微球上负载以Fe、Co为金属离子中心的MOF衍生物,具体为:(2a)聚苯乙烯纳米微球分散于第一分散剂中,获得分散液A;

(2b)将铁源和钴源分散于第二分散剂中,获得分散液B;第二分散剂与第一分散剂相同;

(2c)将2-甲基咪唑溶解于乙醇中,获得溶液C;

(2d)将分散液B滴入分散液A并搅拌,之后加入溶液C,搅拌反应;

(2e)对反应物溶液依次进行减压旋蒸、冷却至室温、重结晶、减压抽滤、烘干,得到产物;

所述铁源FeCl3或Fe(NO3)3·6H2O;所述钴源为CoCl2·6H2O或Co(NO3)2·6H2O。

9.如权利要求1所述的负载铁钴硫化物的金属有机框架化合物中空微球的应用,其特征是:对碳化产物进行硫掺杂,具体为:

将碳化产物与硫源研磨混合,之后在惰性氛围中煅烧;所述硫源为硫脲。