申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2022-01-17

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN114388818B

主分类号：H01M4/86

分类号：H01M4/86;H01M4/88;H01M4/90;H01M8/04089

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.05.10#实质审查的生效;2022.04.22#公开

摘要：本发明公开一种炭气凝胶负载原子级分散金属的氧气还原电催化剂及其制备方法、应用，该制备方法主要通过球磨炭气凝胶与包含金属离子的化合物组成的混合物，实现炭气凝胶与包含金属离子的化合物均匀混合；再在反应气氛下加热混合物，在加热过程中，若炭气凝胶中含N原子，则金属离子和炭气凝胶中的氧原子、氮原子等异质原子结合，从而在炭气凝胶骨架上生成金属和异质原子配位的原子级分散结构；若炭气凝胶中不含N原子，则金属离子和炭气凝胶中的氧原子等异质原子结合，同时金属离子与氨气反应，从而在炭气凝胶骨架上生成金属和异质原子配位的原子级分散结构。该制备方法工艺简单，适用于批量大规模生产。

主权项：1.一种炭气凝胶负载原子级分散金属的氧气还原电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选取能发生缩聚反应生成大分子网络结构的第一有机物和第二有机物，按摩尔比称取所述第一有机物和第二有机物，溶解于水中，加入催化剂，搅拌至完全溶解，得到有机溶胶；S2：将所述有机溶胶置于30~90℃环境中静置，直至得到树脂凝胶；将所述树脂凝胶置于50~150℃环境中静置1~240h，得到老化树脂凝胶；对所述老化树脂凝胶进行干燥，得到树脂气凝胶；S3：在真空条件或者保护气氛下，将所述树脂气凝胶进行裂解，得到炭气凝胶；S4：将所述炭气凝胶与包含金属离子的化合物按质量比0.1~100混合，球磨，得到混合物；S5：在反应气氛下，对所述混合物进行加热，冷却后洗涤，抽滤，干燥，得到炭气凝胶负载原子级分散金属的氧气还原电催化剂；当所述炭气凝胶中含N原子时，所述反应气氛为惰性气氛；当所述炭气凝胶中不含N原子时，所述反应气氛为分段通入的氨气气氛和氢气气氛；若炭气凝胶中含N原子，则金属离子和炭气凝胶中的氧原子、氮原子结合，从而在炭气凝胶骨架上生成金属和氧原子、氮原子配位的原子级分散结构；若炭气凝胶中不含N原子，则金属离子和炭气凝胶中的氧原子结合，同时金属离子与氨气反应，从而在炭气凝胶骨架上生成金属和氧原子、氮原子配位的原子级分散结构；在步骤S1中，所述第一有机物为含醛基的醛类有机物；所述第二有机物为多羟基苯化合物或者多胺基苯化合物；所述含醛基的醛类有机物为甲醛或糠醛；所述多羟基苯化合物为间苯二酚、苯酚、间苯三酚和儿茶酚中的一种；所述多胺基苯化合物为苯胺、对苯二胺和间苯二胺中的一种；在步骤S4中，所述包含金属离子的化合物中金属元素为Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Pt、Mo、Pb、Sc、Ti、V、Cr、Zn、Ga、Ge、Ag、Au和Zr中的至少一种。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 一种炭气凝胶负载原子级分散金属的氧气还原电催化剂及其制备方法、应用

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