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申请/专利权人:山东海化集团有限公司;山东海化股份有限公司
摘要:本发明提供了一种富含碳缺陷的多孔碳材料负载Fe单原子催化剂的制备方法及应用,属于单原子催化剂制备和电化学技术领域。本发明首先通过液相沉淀法合成前驱体,然后在惰性气氛下经焦耳热处理技术煅烧和酸处理改性,制备出富含碳缺陷的多孔碳材料负载Fe单原子催化剂。该催化剂具有丰富的多级孔结构和碳缺陷位点,不仅赋予了单原子Fe在载体上的高密度固定和稳定性,也为ORR反应过程中氧分子的吸附和解离提供了便利条件,进一步提高了催化效率,其中半波电位、极限电流密度分别达到了0.85‑0.92V、5.16‑5.38mAcm2,该催化剂达到了商业化PtC材料的水平,具有广阔的工业化前景。
主权项:1.一种富含碳缺陷的多孔碳材料负载Fe单原子催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将硝酸锌、硝酸铁、氯化钙溶解到甲醇中,得到第一混合溶液;将2-甲基咪唑溶解到甲醇中,得到第二混合溶液;(2)将第一混合溶液与第二混合溶液混合均匀后,室温超声反应6-12h,经离心、真空干燥,得到第一前驱体;(3)将第一前驱体加入到去离子水中,得到第三混合溶液,逐滴将碳酸钠水溶液加入到搅拌状态下的第三混合溶液中,然后在室温下搅拌反应1-3h,经离心、洗涤、真空干燥,得到第二前驱体;(4)将第二前驱体研磨为粉末,然后在焦耳热快速加热装置的石墨样品台凹槽中放置第二前驱体粉末,再在氮气的保护氛围下进行焦耳热处理,得到第三前驱体;(5)将第三前驱体加入到盐酸水溶液中,在60-80℃下搅拌加热反应12-18h,经离心、洗涤、真空干燥,得到富含碳缺陷的多孔碳材料负载Fe单原子催化剂。
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