碳材料共价负载仿生多核铜氧还原电催化剂的制备

摘要

本发明提供了一类模拟漆酶的多核铜催化活性中心，利用共价键修饰到碳基材料表面的仿生电催化剂的制备方法。本技术发明制备的复合物体系是模拟漆酶多核铜的高效催化活性中心，可以用于催化氧分子还原反应，作为氧分子还原电催化剂，催化活性高，稳定性好。碱性条件下，所制备催化剂的稳定性要远远超过Pt/C催化剂，而且抗甲醇交叉性能优异。本发明研究表明利用共价键，将多核铜配合物修饰到碳基材料上有望成为一种制备高效贱金属氧还原电催化剂的有效方法，在碱性燃料电池电动汽车等领域具有极大的潜在应用前景和商业价值。

主权项

一种仿生多核铜氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法主要包括以下几个步骤：(1)制备碳基载体‑氧化石墨烯：通过酸化，低温，中温，高温氧化处理得到氧化石墨烯，并将酸化后的氧化石墨烯多次水洗、超声处理，纯化，得到的氧化石墨烯分散到乙腈中备用；(2)用偶联试剂对所述的碳基载体‑氧化石墨烯进行表面修饰，形成表面具有连接分子修饰的碳基载体，并使用有机溶剂多次洗涤，确保修饰后的碳基载体表面没有多余的配体残留，烘干得到修饰后的碳基载体；(3)在连接分子上通过环加成反应原位形成所述的含氮的五元杂环基团，经过还原得到石墨烯共价负载的三氮唑多吡啶目标化合物；(4)将目标化合物分散到有机溶剂中，与金属盐配位，过滤去除溶剂，将滤饼分别用有机溶剂，水洗涤3次以上，直到滤液澄清为止，烘干得到所需的氧分子还原电催化剂。