一种利用秸秆制备高效氧气还原催化剂的方法及其在中性电池中的应用

摘要

本发明公开一种利用秸秆制备高效氧气还原催化剂的方法及其在中性电池中的应用。该方法以秸秆原料，经过水热炭化、冷冻干燥和高温掺杂三个步骤来制备高效的氧气还原催化剂。该催化剂在碱性、酸性和中性条件下催化氧气还原反应的性能与20wt% Pt/C催化剂相当，而其成本却远远低于同类催化剂。该方法可实现再生资源利用和环境保护双重目的。该催化剂不仅可广泛用于碱性和酸性条件下的金属-空气电池和燃料电池，特别适用于中性条件的微生物燃料电池。

主权项

一种利用秸秆制备高效氧气还原催化剂的方法，其特征是方法为：1）水热炭化：将秸秆与水按一定质量比置于水热釜中，在一定的温度范围下水热炭化，炭化时间4‑12 h；所述的温度范围为150‑250℃，优选170‑190℃；所述的秸秆与水的质量比范围为1/3~ 1/10；2）冷冻干燥：将步骤1中的水热炭化产物过滤，除去可流动的水分；接着将滤渣置于低于0℃的温度下预冻，最后在‑20 ~ ‑50℃温度下冷冻干燥；3）高温掺杂：将步骤2中的冷冻干燥产物置于高温炉中，在惰性气体（氮气或氩气）的保护下，混入一定比例的掺杂气体，加热到800‑1200℃，并在最终温度恒温1‑2h后，自然冷却、取出得到高效氧气还原催化剂；所述的惰性气体与掺杂气体的体积比例范围为5 ~ 2。