一种原位合成氮掺杂碳片担载(Co,Ni,Fe)纳米颗粒电催化剂的制备

摘要

本专利发明了原位合成氮掺杂二维碳片担载超小高分散(Ni,Co,Fe)纳米颗粒电催化剂用于燃料电池阴极氧还原反应的电催化剂。该催化剂优势在于：该材料制备方法简单，利用二氰二胺双氰胺与氨基葡萄糖盐酸盐在摩尔比40:1~10:1混合，采用高温溶解加入1%~20%的(Ni,Co,Fe)等金属盐形成均一的中间体，结合低温冷冻干燥技术制备前驱体，进一步热解可得高活性催化剂，担载的(Ni,Co,Fe)纳米颗粒的大小5nm左右，超小尺寸的纳米颗粒使其比表面积增加，为氧还原反应提供更多催化活性位点，同时纳米团簇表面的低配位原子多，可利于氧分子促进氧还原反应进行。纳米颗粒与载体的结合性好，提高催化稳定性，同时使用Ni,Co,Fe等金属可降低生产成本，有利于燃料电池的商业化应用。本发明为燃料电池提供了一种新的阴极氧还原催化剂材料，具有良好的应用前景。