[发明专利]一种高效氮掺杂碳纳米线燃料电池催化剂的制备方法在审

专利信息
申请号: 201910314132.4 申请日: 2019-04-18
公开(公告)号: CN110010916A 公开(公告)日: 2019-07-12
发明(设计)人: 李建伟;周宣伊;彭霄霄;薛伟清;邓文星;王鑫 申请(专利权)人: 江苏师范大学
主分类号: H01M4/90 分类号: H01M4/90;D01F9/22;D01F9/21;B82Y30/00;B82Y40/00
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 楼高潮
地址: 221000 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要: 发明公开了一种高效氮掺杂碳纳米线燃料电池催化剂的制备方法,包括如下步骤:(1)称取N‑N二甲基甲酰胺放置于烧杯中并磁力搅拌,加入聚丙烯腈,乙酰丙酮铁和偶氮二羧酸二异丙酯的混合溶液,搅拌溶解;(2)使用静电纺丝仪纺丝,制备完成后将样品烘干干燥;(3)将其放入坩埚内,置入马弗炉中,进行煅烧预氧化;(4)将前驱体放入管式炉中,氮气气氛下进行碳化;(5)将样品放入配置好的硫酸溶液中,搅拌,离心烘干得到催化剂前样,(6)将其放入管式炉中进行二次热处理,碳化即可。本发明制备方法工艺简单,易于操作,重复性高,可用于大规模商业生产,极限扩散电流密度大于商业铂碳,性能更优,稳定性也远超于同类非金属催化剂。
搜索关键词: 放入 制备 燃料电池催化剂 碳纳米线 氮掺杂 管式炉 碳化 偶氮二羧酸二异丙酯 二甲基甲酰胺 非金属催化剂 制备方法工艺 二次热处理 静电纺丝仪 乙酰丙酮铁 磁力搅拌 混合溶液 搅拌溶解 聚丙烯腈 离心烘干 硫酸溶液 商业生产 样品烘干 马弗炉 前驱体 预氧化 铂碳 称取 纺丝 可用 烧杯 置入 坩埚 煅烧 催化剂 扩散 配置
【主权项】:
1.一种高效氮掺杂碳纳米线燃料电池催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)称取N‑N二甲基甲酰胺放置于烧杯中并磁力搅拌,在搅拌过程中加入聚丙烯腈,当聚丙烯腈完全溶解后,加入乙酰丙酮铁和偶氮二羧酸二异丙酯的混合溶液,搅拌直至完全溶解;(2)使用注射器吸取步骤(1)中配制的混合溶液,使用静电纺丝仪纺丝,采用滚筒接收装置,并在滚筒表面粘贴铝箔,用来接收;通过调整滚筒转速,针头与滚筒的距离,静电纺丝机的正、负电压,推进泵推进的速度,制备完成后将样品取下来,烘干干燥,得到纳米线前驱体;(3)将步骤(2)中得到的纳米线前驱体放入坩埚内,置入马弗炉中,进行煅烧预氧化;(4)将步骤(3)所得到的预氧化后的纳米线前驱体放入管式炉中,在氮气气氛下,进行碳化;(5)将步骤(4)中所得到的样品放入配置好的硫酸中,缓慢搅拌12小时,最后离心烘干得到氮掺杂碳纳米线燃料电池催化剂前样;(6)将步骤(5)所得到的氮掺杂碳纳米线燃料电池催化剂前样放入管式炉中进行二次热处理,在氮气氛围下,碳化即可得到高效氮掺杂碳纳米线燃料电池催化剂。
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