含咪唑及其衍生物的催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及燃料电池中非贵金属催化剂的制备，旨在提供含咪唑及其衍生物的催化剂的制备方法。该含咪唑及其衍生物的催化剂的制备方法，包括步骤：制备含氮大孔碳材料，以及最后制得咪唑及其衍生物修饰的含氮大孔碳担载过渡金属催化剂。本发明采用水热法合成，不仅可获得尺寸一致、分布均匀的催化剂粒子，还可大大缩短催化剂合成时间；不同温度下分阶段煅烧，大孔碳的通孔更加通畅，孔径分布更均衡，比表面积更大；催化剂导电性好，咪唑及其衍生物修饰层增加催化剂的活性和稳定性，特别适用于大电流工作状况；合成的非贵金属催化剂可用于燃料电池或空气电池的阴极催化剂，成本低廉，有利于燃料电池和空气电池技术的普及。

主权项

含咪唑及其衍生物的催化剂的制备方法，用于制备咪唑及其衍生物修饰含氮大孔碳担载过渡金属催化剂，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：取亲水性纳米CaCO3、尿素、葡萄糖加入至去离子水中，然后超声振动混合30分钟，使尿素和葡萄糖溶解，纳米CaCO3分散均匀形成悬浊液，在106℃下固化6小时形成固化产物，将固化产物在氮气氛围保护下升温至500℃，恒温碳化2小时，再在900℃，恒温碳化2小时，形成碳化产物，80℃下将碳化产物依次用5wt%浓度的盐酸、30wt%浓度的氢氧化钠溶液和去离子水洗涤，进行过滤，再在120℃下恒温干燥4小时后，得到含氮大孔碳材料；所述亲水性纳米CaCO3、尿素、葡萄糖和去离子水的质量比为8：8：8：100；步骤B：将步骤A中制得的含氮大孔碳材料粉碎至粒径为100～400目，取粉碎后的含氮大孔碳材料置于水热反应釜中，再向水热反应釜中加入咪唑及其衍生物，加入含过渡金属盐的水溶液，然后超声振动混合20分钟后，密封反应釜，并置于油浴中，将油浴温度升到100～300℃反应12小时，过滤，再用去离子水清洗后，在90℃下真空干燥，得到咪唑及其衍生物修饰的含氮大孔碳担载过渡金属催化剂；所述粉碎后的含氮大孔碳材料、咪唑及其衍生物、过渡金属盐和水的比例为2g：0.02～0.4g：1.2～6mmol：100mL；所述过渡金属盐包括过渡金属的硝酸盐、硫酸盐或氯化物，所述过渡金属元素是Pt、Pd、Ag、Mn、Fe、Co、Ni、Cu中的至少一种。