一种燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法及应用与流程

技术特征：
1.一种燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将咪唑单体和金属配体盐分别溶解于溶剂中得到a溶液和b溶液，将两者混合后进行水热反应，反应结束后经离心、洗涤、干燥，即得沸石咪唑酯金属有机骨架材料zif；（2）取zif、含氮有机物和过渡金属盐加入到溶剂中，搅拌后蒸干，即得过渡金属掺杂的zif，记为m
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zif；（3）将m
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zif进行球磨，得到结构粉化且含有缺陷的m
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zif，记为m
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zif
‑
ball；（4）将m
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zif
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ball溶解于溶剂中，搅拌后静止以进行再结晶，经离心、洗涤、干燥，即得再结晶的m
‑
zif
‑
ball，记为m
‑
zif
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recry；然后经热解得到金属
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氮
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碳催化剂材料，记为m
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n
‑
c
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recry。2.根据权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，球磨的球料质量比为100~10：1。3.根据权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，球磨的转速为200~1000rpm，球磨时长为1~24h。4.根据权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，再结晶的晶化时长为1~48h。5.根据权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，过渡金属盐、含氮有机物和zif的质量比为1：10~50：20~500。6.根据权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，过渡金属盐为fe或co的乙酸盐、氯化物、硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、草酸盐、柠檬酸盐、乙酰丙酮基化合物中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述zif为zif
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8、zif
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67、zif
‑
7、zif
‑
9、zif
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11、zif
‑
14、zif
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68、zif
‑
69、zif
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70、zif
‑
90中的任意一种。8.根据权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属
‑
氮
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碳催化剂材料为分布有过渡金属单原子的多级孔结构氮掺杂碳材料，所述过渡金属以单原子形式主要分布于金属
‑
氮
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碳催化剂材料表层；其中过渡金属含量为1wt%~4wt%，所述多级孔结构中的微孔和介孔占比为4~1：1。9.根据权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述含氮有机物为邻菲啰啉、乙酰胺、乙胺、吡咯、苯胺、乙二胺、多巴胺、双氰胺、尿素、丁腈、三聚氰胺中的一种或几种。10.一种权利要求1所述的燃料电池非贵金属阴极催化剂的制备方法制备的燃料电池非贵金属阴极催化剂在h2‑
o2燃料电池和甲醇燃料电池中的应用。

技术总结
本发明公开了一种燃料电池非贵金属阴极催化剂材料的制备方法及应用，该方法为：制备沸石咪唑酯金属有机框架聚合物；液相吸附制备含过渡金属的金属有机框架聚合物；球磨；液相重结晶；惰性气氛下高温热解。还公开了上述方法制备的催化剂在H2‑


技术研发人员：刘建国 吴永康 李佳 张天任 曹寅亮 王胜平 张树国 徐淳川 赵海敏
受保护的技术使用者：天能电池集团股份有限公司
技术研发日：2021.09.14
技术公布日：2021/10/23