一种单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂的制备方法及应用

摘要

本发明属于能源领域，特别涉及一种单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂的制备方法及应用。本发明的单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂为过渡金属与氮共掺杂的单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂，先用硬模板法将单分散的氧化单壁碳纳米管自组装成空心球状的单壁碳纳米管球，再将单壁碳纳米管空心球与过渡金属N4环化合物进行充分混合，然后在氨气或惰性气氛下煅烧实现过渡金属和氮共掺杂，得到单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂。该催化剂具有高效的氧还原催化性能，可应用于氢氧燃料电池、锌空气燃料电池、镁空气燃料电池以及铝空气燃料电池的空气电极催化剂。

主权项

一种单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂的制备方法，所述单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂为过渡金属与氮共掺杂的单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂，先用硬模板法将单分散氧化单壁碳纳米管自组装成空心球状的单壁碳纳米管球，再将单壁碳纳米管空心球与过渡金属N4环化合物进行充分混合，然后在氨气或惰性气氛下煅烧实现过渡金属和氮共掺杂，得到单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂；包括以下步骤：(1)单分散氧化单壁碳纳米管的制备；(2)空心球状的单壁碳纳米管组装体的制备；(3)过渡金属与氮共掺杂的单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂的制备；所述的过渡金属与氮共掺杂的单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂的制备，包括如下步骤：将过渡金属N4环化合物与空心球状的单壁碳纳米管组装体以1：(0.5～4)的比例均匀混合，将混合物置于700℃‑1000℃的惰性气氛下或氨气气氛下退火1～6h，得到过渡金属与氮共掺杂的单壁碳纳米管空心球，即得到单壁碳纳米管空心球氧还原催化剂。