[发明专利]一种燃料电池催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种燃料电池催化剂，其特征在于，采用包括碳材料和活性组份的原料制成，其中，所述的活性组分为N，N’-二水杨醛乙二胺和过渡金属盐；所述的N，N’-二水杨醛乙二胺和过渡金属盐中的过渡金属的质量比为1：1～1：0.015；碳材料的重量与活性组分中N，N’-二水杨醛乙二胺和过渡金属盐中的过渡金属的重量之和的比例为40-90：10-60。

2.如权利要求1所述的燃料电池催化剂，其特征在于，所述的碳材料为Vulcan XC-72、BP2000、碳纳米管、碳纳米笼、纳米碳纤维以及石墨烯中的至少一种。

3.如权利要求1所述的燃料电池催化剂，其特征在于，所述的金属盐为质量比为1：0～1：1的钴盐和过渡金属盐。

4.如权利要求3所述的燃料电池催化剂，其特征在于，所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、乙酸钴或乙酸乙脂钴。

5.如权利要求3所述的燃料电池催化剂，其特征在于，所述过渡金属盐为钒酸铵、钼酸胺、钨酸钠或硝酸铈。

6.权利要求1-5中任一项所述的燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：按比例将碳材料和活性组分置于研钵中，加入溶剂，充分研磨至溶剂挥发完全，真空干燥得到催化剂前驱体；

第二步：将第一步所得的催化剂前驱体在惰性气体气氛保护下以20℃/min速度升温600～1000℃下焙烧2～4h，即得燃料电池催化剂。

7.如权利要求6所述的燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为水、甲醇、乙醇或氯仿。

8.如权利要求6所述的燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体为氩气或氮气。

9.一种应用权利要求1-5中任一项所述的燃料电池催化剂制备燃料电池用膜电极结合体中的方法，其特征在于，具体步骤为：将燃料电池催化剂分散到水、乙醇或异丙醇溶液中，超声后得到催化剂溶液；将所述的催化剂溶液转移到玻碳电极上，自然晾干形成催化剂层，将甲醇溶液和Nafion溶液混合作为粘结剂，将粘结剂滴在玻碳电极上的催化剂层上，自然晾干，得到燃料电池用膜电极结合体。

10.如权利要求9所述的燃料电池催化剂制备燃料电池用膜电极结合体中的方法，其特征在于，所述的燃料电池为以甲醇、乙醇、丙醇、甘油或二甲醚为液体燃料的直接碱性燃料电池、氢-空碱性燃料电池、锌-空电池或微生物燃料电池。