一种基于自组装的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料制备方法及其应用

技术特征：
1.一种基于自组装的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料制备方法，其特征在于，采用含吡啶氮的两亲性嵌段共聚物为结构导向剂，酚醛树脂为模板剂，加入贵金属前驱体，通过溶剂挥发诱导自组装及碳化处理，制备得到氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料，所述氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料为蜂巢状多孔或网状多孔结构，孔道有序排列，贵金属颗粒均匀位于多孔材料表面或孔壁。2.根据权利要求1所述基于自组装的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将两亲性嵌段共聚物和酚醛树脂按重量比为1：(0.5～3)溶于n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌形成澄清有机物溶液，两亲性嵌段共聚物的浓度为3～10mg/ml；(2)在步骤(1)所得溶液中加入贵金属前驱体，继续搅拌形成有机物/贵金属前驱体溶液；贵金属前驱体中贵金属与两亲性嵌段共聚物中亲水嵌段单元的摩尔比为1：(1～50)；(3)将步骤(2)所得溶液转移至载体上，在室温下自组装形成有机物/贵金属模板；(4)将步骤(3)得到的有机物/贵金属模板在惰性气氛下在400～500℃之间碳化，然后在相同温度下通入还原性气体还原，得到氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料。3.根据权利要求1或2所述基于自组装的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料制备方法，其特征在于，两亲性嵌段共聚物中亲水嵌段选自聚-(4-乙烯基吡啶)或聚-(2-乙烯基吡啶)；疏水嵌段为聚苯乙烯。4.根据权利要求1或2所述基于自组装的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料制备方法，其特征在于，所述贵金属前驱体中贵金属包括铂、金、铱、钌的一种或几种。5.根据权利要求1或2所述基于自组装的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料制备方法，其特征在于，所述氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料有序排列的多孔的孔直径范围10～200nm；贵金属颗粒的直径范围为0.2～25nm。6.根据权利要求2所述基于自组装的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料制备方法，其特征在于，步骤(3)载体包括碳纸、ito玻璃，硅片中的任一种。7.权利要求1-6中任意一项权利要求所述的制备方法得到的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料在燃料电池阴极中的催化应用。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料用于制备燃料电池的阴极氧还原催化剂。

技术总结
本发明公开了一种基于自组装的氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料制备方法及其应用，采用含吡啶氮的两亲性嵌段共聚物为结构导向剂，酚醛树脂为模板剂，加入贵金属前驱体，通过溶剂挥发诱导自组装及碳化处理，制备得到氮掺杂有序多孔贵金属纳米材料，实现了贵金属纳米材料的有序性、分散性和均一性，解决了贵金属纳米颗粒的易迁移及团聚失活的问题，提高贵金属颗粒的寿命，同时还可以提高材料的ORR电催化性能，具有广泛的应用前景，可用于制备燃料电池的阴极氧还原催化剂。的阴极氧还原催化剂。的阴极氧还原催化剂。


技术研发人员：王志达 闫常峰 杨轶 卢卓信 史言 郭常青 谭弘毅 申丽莎 邓琳秀
受保护的技术使用者：中国科学院广州能源研究所
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2022/9/1