[发明专利]一种锌空气电池用氧还原催化剂的载体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锌空气电池用氧还原催化剂载体材料，其特征在于：该催化剂载体材料为硼掺杂多壁碳纳米管或纯多壁碳纳米管，硼的原子比例范围为0‐3.5%，多壁碳纳米管的比表面积在100—500m²g^‐1。

2.按照权利要求1所述的锌空气电池用氧还原催化剂载体材料，其特征在于：硼的原子比例优选范围为2‐3.5%。

3.一种权利要求1所述的锌空气电池用氧还原催化剂载体材料的制备方法，其特征在于，采用浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液对多壁碳纳米管进行预处理，然后对酸化处理后的多壁碳纳米管与不同比例的硼酸粉末在800—1200℃下进行热处理。

4.按照权利要求3所述的锌空气电池用氧还原催化剂载体材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）将多壁碳纳米管分散到浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，浓硫酸和浓硝酸的体积比为（2—4）:1，50—70℃下磁力搅拌2—8h后真空抽滤，用去离子水和无水乙醇反复洗涤，待滤液呈中性，将滤饼在真空干燥箱中50—100℃干燥12—18h；

（2）取上述处理过的多壁碳纳米管，与硼酸粉末按照（1:0）—（1:20）的质量比例混合之后研磨10—20min；

（3）取混合好的材料放入刚玉舟里，然后在管式炉里800—1200℃下进行保温热处理3—5h，整个热处理过程在氮气保护下进行；将热处理之后的样品移至配置好的2—4M NaOH溶液中磁力搅拌1—3h，以去除样品中多余的硼酸及其氧化物；真空抽滤所得混合液，去离子水和无水乙醇反复洗涤干净，将滤饼在真空干燥箱中50—100℃干燥6—18h，得到B‐MWCNTs或MWCNTs催化剂载体材料。

5.按照权利要求3或4所述的锌空气电池用氧还原催化剂载体材料的制备方法，其特征在于，多壁碳纳米管与硼酸粉末的优选质量比（1:5）—（1:20）。

6.按照权利要求3或4所述的锌空气电池用氧还原催化剂载体材料的制备方法，其特征在于，混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸混合溶液，浓硫酸和浓硝酸的优选体积比为3:1。

7.按照权利要求3或4所述的锌空气电池用氧还原催化剂载体材料的制备方法，其特征在于，浓硫酸的浓度≥98wt%，浓硝酸的浓度≥65wt%。

8.按照权利要求3或4所述的锌空气电池用氧还原催化剂载体材料的制备方法，其特征在于，热处理过程具体步骤是：升温过程起始温度为室温，升温速度为4—6℃/min，升温至1000℃之后在此温度下保温1—4h；然后，以4—6℃/min的速度降至室温。