本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是:步骤二中所述的溶剂热法的工艺为:控制温度为80?150°C，保持0.5h?6h ;步骤二中所述的微波法的工艺为:控制微波强度为1.0?8.0KW，保持0.5min?30min ;步骤二中所述的加热搅拌法的工艺为:控制温度为35?90°C、搅拌速度为120?300r/min，保持30min?4h。其它与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0030]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同的是:步骤四中所述热处理时的气氛条件为一氧化碳、二氧化碳、氨气、氮气、氩气和氦气中的一种或其中几种气体的混合，控制流量为60?500mL/min。其它与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0031]采用以下实施例和对比实验验证本发明的有益效果:
[0032]实施例一:
[0033]本实施例氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0034]—、将高聚物果糖加入到水中，在超声频率为30KHz、超声功率为400W条件下，预处理3h ;其中，高聚物与溶剂的质量比为1:60 ;
[0035]二、将硼酸和硝酸铁加入到步骤一得到的溶液中，采用微波法处理，控制微波强度为2.0Kff,保持0.5min?30min，得到前驱体溶液；其中，硼酸与果糖质量比为0.4:1，硝酸铁与果糖的质量比为0.6:1 ;
[0036]三、将步骤二得到的前驱体溶液，在温度为110°C条件下，减压蒸馏3h，得到前驱体固体；
[0037]四、控制温度为950°C，氩气气氛条件下，热处理步骤三得到的前驱体固体5h，得到氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳，其中氩气流量为190mL/min。
[0038]本实施例制备的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的XRD谱图如图1所示，从图中可以看出，产品由晶态碳和Fe3C组成。
[0039]本实施例制备的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的的拉曼谱图如图2所示，从图中可以看出，在波数为2700cm 1左右出现尖锐的2D峰，进一步证明晶态碳的生成。
[0040]本实施例制备的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的XPS谱图如图3所示，从图中可以看出，产品中B元素的存在。
[0041]本实施例制备的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的XPS的氧还原性能测试图如图4所示，从图中可以看出，产品的起始电位为0.85V，电流密度较大，说明合成的B掺杂Fe3C/晶态碳具有优异的氧还原催化活性。
【主权项】
1.氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于该方法具体是按照以下步骤进行的: 一、将高聚物加入到溶剂中，预处理2?6h;其中，高聚物与溶剂的质量比为1: (200?25); 二、将硼源和铁盐加入到步骤一得到的溶液中，采用溶剂热法、微波法或者加热搅拌法处理，得到前驱体溶液；其中，硼源与高聚物质量比为(0.05?2):1，铁盐与高聚物的质量比为(0.1?2):1 ; 三、将步骤二得到的前驱体溶液，在温度为60?130°C条件下，减压蒸馏I?7h，得到前驱体固体； 四、控制温度为500?1000°C，热处理气氛条件下，热处理步骤三得到的前驱体固体I?6h，得到氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳。2.根据权利要求1所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于步骤一中高聚物为聚甲基丙烯酸、聚丙烯腈、柠檬酸、吡啶、吡咯、葡萄糖、果糖、纤维素、木质素和壳聚糖中的一种或其中几种混合。3.根据权利要求1所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于步骤一中溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、异丁醇和水中的一种或其中几种混合。4.根据权利要求1所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于步骤一中所述的预处理的方法为超声法或微乳液聚合法。5.根据权利要求4所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于步骤一所述超声法是在超声频率为10?60KHz、超声功率为100?900W条件下进行。6.根据权利要求4所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于步骤一所述微乳液聚合法是在温度为80?160°C、搅拌速度为300?800r/min的条件下进行。7.根据权利要求1所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于步骤二中所述的硼源为硼酸、硼烷、偏硼酸钠或硼砂。8.根据权利要求1所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于步骤二中所述的铁盐为硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、铁氰化钾、亚铁氰化钾或三草酸合铁酸钾。9.根据权利要求1所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在于步骤二中所述的溶剂热法的工艺为:控制温度为80?150°C，保持0.5?6h ;步骤二中所述的微波法的工艺为:控制微波强度为1.0?8.0KW，保持0.5?30min ;步骤二中所述的加热搅拌法的工艺为:控制温度为35?90°C、搅拌速度为120?300r/min，保持30min?4h。10.根据权利要求1所述的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，其特征在步骤四中所述热处理时的气氛条件为一氧化碳、二氧化碳、氨气、氮气、氩气和氦气中的一种或其中几种气体的混合，控制流量为60?500mL/min。
【专利摘要】氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳的制备方法，本发明涉及燃料电池阴极氧还原催化剂的制备方法领域。本发明要解决现有燃料电池阴极氧还原催化剂存在成本高、产率低、工艺复杂的技术问题。方法：一、预处理；二、制备前驱体溶液；三、制备前驱体固体；四、热处理。本发明具有工艺简单、成本低、产率高、所需设备简单的优点，且易于实现商业化。本发明用于制备的氧还原催化剂B掺杂Fe3C/晶态碳。
【IPC分类】B01J27/22, H01M4/90
【公开号】CN105148960
【申请号】CN201510611601
【发明人】付宏刚, 冯贺, 王蕾, 佟苗苗, 刁忠伟, 赵丽
【申请人】黑龙江大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月23日