[发明专利]一种燃料电池用非贵金属催化剂及其制备方法和燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池用非贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备氧掺杂g-C₃N₄；

利用氧掺杂g-C₃N₄与过渡金属盐制备纺丝液，对所述纺丝液进行静电纺丝处理，获得前驱体样品；对所述前驱体样品进行高温处理，获得非贵金属催化剂。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备氧掺杂g-C₃N₄包括：

制备三聚氰酸溶液和三聚氰胺溶液，将两种溶液中的其中一种的pH值调节为2～13；

将两种溶液混合，获得沉淀，将所述沉淀过滤，得到前驱体化合物；

将所述前驱体化合物进行热聚合反应，得到氧掺杂g-C₃N₄。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述三聚氰酸溶液和三聚氰胺溶液中的三聚氰酸与三聚氰胺的质量比为1～10:1～10；

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述三聚氰酸溶液和三聚氰胺溶液的溶质质量分数均为1％～15％。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述将所述前驱体化合物进行热聚合反应包括：

将所述前驱体化合物置于保护气体中进行加热，所述加热过程包括：升温至350～450℃，保温0.5～5h，升温速率为1～10℃/min；再升温至500～650℃，保温0.5～5h，升温速率为1～10℃/min。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述利用氧掺杂g-C₃N₄与过渡金属盐制备纺丝液包括：

将氧掺杂g-C₃N₄置于DMF中，超声分散5～30min；加入过渡金属盐，密封搅拌；加入PAN的DMF溶液，制成纺丝溶液。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝处理的纺丝电压为5-30kV，进料速度为0.8-2mL/h，纺丝距离为6-18cm。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温处理包括：

升温至700～1000℃，保温0.5～5h，升温速率为1～10℃/min。

9.一种燃料电池用非贵金属催化剂，其特征在于，采用权利要求1至8任意一项所述的制备方法制成。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括权利要求9所述的燃料电池用非贵金属催化剂。