一种碳负载过渡金属原子对电催化剂及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN109686988A

    公开(公告)日:2019-04-26

    申请号:CN201811609302.3

    申请日:2018-12-27

    申请人: 燕山大学

    IPC分类号: H01M4/88 H01M4/90 B82Y30/00

    摘要: 本发明提供了一种碳负载过渡金属原子对电催化剂及其制备方法与应用,属于电催化剂技术领域。本发明以含氮碳源为碳源和氮源,由于过渡金属离子与含氮碳源之间的络合作用,经沉淀反应,形成碳基底上具有均匀分散的过渡金属双原子对的催化剂前躯体,该催化剂前躯体在500~1000℃保护气氛下热解和退火使得过渡金属原子对分散在多孔碳材料上,得到电催化剂。本发明引入双过渡金属原子,不仅可以增加电催化剂的活性位点数目,还可以有效提高电催化剂的活性和氧还原活性,在金属空气电池、燃料电池领域有着广阔的应用前景;另外,本发明的制备方法简单,且所需原料的价格低廉、设备简单,易于实现大规模工业化生产。

    一种空气电池阴极催化剂及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN109638299A

    公开(公告)日:2019-04-16

    申请号:CN201811536925.2

    申请日:2018-12-14

    IPC分类号: H01M4/88 H01M4/90

    CPC分类号: H01M4/90 H01M4/88 H01M4/9041

    摘要: 本发明涉及一种空气电池阴极催化剂及其制备方法和应用,将高纯锰,高纯金属作为电极安装到电弧炉中,通入氩气的同时增加一定比例的氧气,对高纯锰、高纯金属加高电压10‑25kV,产生电弧加热,使金属表面熔融,进一步加热变成锰蒸气和金属蒸气,在惰性气体氩气的无规则碰撞和氧气氧化下,直接制备出纳米化金属氧化物掺杂改性的纳米化锰氧化物,且掺杂均匀,沉积在电弧炉底部,得到纳米化催化剂粉末,即为空气电池阴极催化剂。该制备方法简单,易于大规模生产,制备出的催化剂催化活性高,可达到与贵金属催化剂相媲美的催化效果。

    一种碱性燃料电池的铁基催化剂及制备方法

    公开(公告)号:CN109037717A

    公开(公告)日:2018-12-18

    申请号:CN201810966149.3

    申请日:2018-08-23

    发明人: 陈庆 廖健淞

    IPC分类号: H01M4/90

    CPC分类号: H01M4/9041 H01M4/9083

    摘要: 本发明公开了一种碱性燃料电池的铁基催化剂及制备方法。所述铁基催化剂由以下步骤制得:a、将多壁碳纳米管粉末、葡萄糖、十二烷基磺酸钠加入去离子水中,混合制得黑色悬浊液;b、向悬浊液中加入硝酸铁,热处理制得负载铁基的多壁碳纳米管粉末;c、将粉末等离子体高温热处理,制得改性铁基催化剂。所述方法具有以下有益效果:本发明通过Fe‑C与Fe‑N‑C的相互作用促进氧分子的吸附,从而有效提高了催化剂对于氧气的催化分解能力,改善了催化剂的催化活性,并且制备过程简单,成本低,兼具高催化活性与低制备成本的优势,在燃料电池的产业化应用中具有十分广阔的前景。

    一种用于燃料电池的超低铂含量催化剂及制备方法

    公开(公告)号:CN109037715A

    公开(公告)日:2018-12-18

    申请号:CN201810833246.5

    申请日:2018-07-26

    发明人: 陈庆 廖健淞

    IPC分类号: H01M4/90 H01M4/88

    摘要: 本发明提出一种用于燃料电池的超低铂含量催化剂及制备方法,通过金属源与油胺和三辛基膦热处理后,滴加贵金属盐干燥形成球状纳米颗粒,真空预烧还原使含有有机相的纳米颗粒负载在石墨电极表层同时去除有机相,在电化学处理过程中通过铜的欠电位沉积在电极表层形成单原子层的铜,最后通过氯铂酸钾浸泡使铂对铜进行置换,形成过渡金属‑贵金属‑铂的多层核壳结构,最后通过碳负载获得所需的催化剂。本发明通过铜的欠电位沉积形成单原子层被铂替代,可以有效控制铂层的厚度,其表面的催化活性位点未受到影响,在保证催化性能的同时,降低了催化剂的制造成本,克服了低铂载量催化剂难以控制铂表层厚度以及表面活性位点减少的缺陷。

    一种纳米管-镍-镍钴硅酸盐催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN108808020A

    公开(公告)日:2018-11-13

    申请号:CN201810126418.5

    申请日:2018-02-08

    发明人: 李自卫 李敏

    IPC分类号: H01M4/90 H01M12/08 B82Y30/00

    摘要: 本发明公开一种纳米管‑镍‑镍钴硅酸盐催化剂的制备方法,该方法包括以下步骤:(1)将碳纳米管分散于表面活性剂中,将pH调至10‑14,再添加硅源,制得碳纳米管‑SiO2同轴核壳纳米管;(2)取碳纳米管‑SiO2同轴核壳纳米管,加入镍前驱体和钴前驱体,调整pH为8‑13,在50oC~220oC温度下,制得碳纳米管‑镍钴硅酸盐同轴核壳纳米管;(3)将碳纳米管‑镍钴硅酸盐同轴核壳纳米管在5%氢气气氛及温度为300oC~800oC的条件下还原,得到碳纳米管‑镍‑镍钴硅酸盐三同轴核壳催化剂。本发明制成的催化剂具有高的比表面积、高的析氧反应催化活性、高的氧还原催化活性、导电率高、价格低廉等优点,作为锂氧电池电极材料能够抑制碳酸锂等副产物的生成,电池放电容量高,循环次数高。

    一种基于碳量子点的单原子铁催化剂的制备及其应用

    公开(公告)号:CN108620072A

    公开(公告)日:2018-10-09

    申请号:CN201810466456.5

    申请日:2018-05-11

    发明人: 史彦涛 汪勋 郝策

    IPC分类号: B01J23/745 H01M4/90

    摘要: 本发明提供了一种基于碳量子点的单原子铁催化剂的制备及其应用,属于单原子电催化技术领域。利用碳量子点为载体,添加一定量的金属铁盐和熔融盐,得到混合溶液。将混合溶液搅拌8-20h,然后冷冻干燥48-72h。得到的固体粉末在氮气气氛保护下高温煅烧,温度为500-900℃,煅烧时间为1-3h,冷却至室温。之后酸洗,洗涤,干燥得到新型单原子铁催化剂。本发明采用碳量子点为载体材料,操作简单,成本低廉,在碱性条件下对氧还原反应具有很高的催化活性,是一种很有潜力可以取代Pt基催化剂的燃料电池阴极催化剂材料。