[发明专利]一种原子级分散非贵金属燃料电池阴极催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种原子级分散非贵金属燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)将海藻酸盐加热溶解为海藻酸盐溶液，保持该加热温度并在所述海藻酸盐溶液中加入金属盐，由此生成海藻酸盐螯合物溶液，该过程中，四个海藻酸盐分子将加入的所述金属盐中的金属阳离子包围形成类钻石空腔，从而将一个个金属阳离子单原子分散在所述海藻酸盐溶液中形成作为活性位点的金属盐螯合物，实现活性位点的分散和稳定，其中，所述金属盐采用FeCl₃、Fe(NO₃)₃、Fe(CH₃COO)₂、NiCl₂或Co(NO₃)₃中的一种或组合；

(b)在由步骤(a)制得的海藻酸盐螯合物溶液中加入有机氮化物，二者反应并将反应后的产物蒸干得到粉末状化合物；

(c)对所述粉末状化合物依次进行第一次热处理、酸洗和第二次热处理，由此制得所需的催化剂，该催化剂为包括微孔、介孔和大孔的分级多孔结构，微孔用于提供潜在的活性位点，介孔和大孔用于进行物质传输，其中，所述第一次和第二次热处理均在保护气体中进行，温度均为300℃～1200℃。

2.如权利要求1所述的一种原子级分散非贵金属燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述海藻酸盐与金属盐的摩尔比为1/4～16:1。

3.如权利要求1或2所述的一种原子级分散非贵金属燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述加热的温度范围为30℃～100℃。

4.如权利要求1所述的一种原子级分散非贵金属燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，加入的所述有机氮化物与所述金属盐的摩尔比为1～32:1。

5.如权利要求1所述的一种原子级分散非贵金属燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述有机氮化物为乙二胺、三聚氰胺、氰胺或双氰胺中的一种或组合。

6.如权利要求1所述的一种原子级分散非贵金属燃料电池阴极催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤(c)中，所述第一次和第二次热处理保温时间均为0.5h～12h。