一种直接甲醇燃料电池催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种直接甲醇燃料电池催化剂及其制备方法，该催化剂包括炭黑和掺杂在其中的氟和氮，其中氟为催化剂重量的0.1%~20%，氮为催化剂重量的0.1%~20%。与现有技术氮掺杂的非金属氧还原催化剂相比，本发明以炭黑为碳材料，先后掺杂氟原子和氮原子，首先，氟原子和氮原子均与氧的电负性不同，并且氟原子电负性较大，具有较强的吸电子性，两者协同作用可以减弱氧分子中氧原子之间化学键的键能，提高氧还原反应速率；其次，氟原子和氮原子两者的协同作用也影响炭黑的电子分布，改变了碳原子键价方式，提高了催化剂的氧还原反应催化活性；再次，炭黑微孔含量较少，易于反应物的运输，并且其制备方法简单，成本较低。

主权项

一种直接甲醇燃料电池催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将炭黑与氟化铵混合，加热进行高温分解反应后，继续加热进行氟掺杂反应，得到氟掺杂的炭黑材料，所述炭黑与氟化铵的质量比为2.5～500:1；B)将所述氟掺杂的炭黑材料与三聚氰胺混合，加热进行高温分解反应后，继续加热进行氮掺杂反应，得到直接甲醇燃料电池催化剂，所述氟掺杂的炭黑材料与三聚氰胺的质量比为1～660:1；所述步骤A)中高温分解反应的反应温度为300℃～500℃；所述步骤B)中高温分解反应的反应温度为300℃～500℃。