专利名称：用于碱性电解质中的氧气还原反应的不含金属的碳催化剂的制作方法
用于碱性电解质中的氧气还原反应的不含金属的碳催化剂本发明涉及用于合成高活性的不含金属的催化剂的简单方法，该催化剂用于碱性介质中的氧气还原反应，还涉及可通过所述方法获得的催化剂，包含所述催化剂的电极以及该催化剂和电极用于碱性介质中的氧气还原反应的用途。
背景技术：
氧气还原反应(ORR)是众多电化学过程的关键步骤，例如在低温燃料电池中[H.A.Gasteiger 等人,App1.Catal.B, 56 (2005) 9]和在氯喊工业中[N.Alonso-Vante等人，J.Am.Chem.Soc, 109 (1987) 3251]。碱性介质中的ORR具有很大的工业重要性[J.S.Spendelow^PIA.ffieckowski, Phys.Chem.Chem.Phys., 9 (2007) 2654]。作为阴极反应，ORR包括在碱性燃料电池中[R.Holze和W.Vielstich, J.Electrochem.Soc, 131 (1984) 2298]和氯碱电解中[L.Lipp 等人，J.Appl.Electrochem.,35 (2005)1015 ；N.Furuya 和 H.Aikawa, Electrochim.Acta, 45 (2000) 4251]。现有技术的用于ORR的电催化剂是高度分散的钼基纳米粒子[C.W.B.Bezerra等人,J.Power Sources,173 (2007) 891]。燃料电池商品化的一个主要的挑战是缓慢的ORR动力学和钼的高成本[B.Wang, J.Power Sources, 152 (2005) I]。在氯碱工业中,在意外的电池关闭期间，Pt基电催化剂在高腐蚀性的HCI电解质中还具有高的操作风险[T.J.Schmidt等人，J.Electroanal.Chem., 508 (2001) 41 ；J.M.Ziegelbauer 等人，Electrochim.Acta, 52(2007) 6282]。最近，已经在减少或者代替Pt基电催化剂方面投入了极大的努力。开发了过渡金属硫属元素化物如一硫化铑来改善电催化剂在腐蚀性条件下的电化学稳定性[C.Jin等人，Electrochimica Acta, 54 (2009) 7186]。作为非贵金属催化剂,含氮的过渡金属大环化合物等是研究最集中的ORR催化剂[C.W.B.Bezerra等人，Electrochim.Acta,53 (2008) 4937 ；M.Lefevre 等人，Science，324 (2009) 71]。新近，已经发现氮掺杂的碳纳米管对于ORR具有活性，特别是在碱性介质中[Z.Chen等人，J.Phys.Chem.C，113(2009) 21008 ；S.Kundu 等人，J.Phys.Chem.C，113 (2009) 14302 ；K.Gong 等人，323(2009) 760]。在全部这些电 催化剂中，过渡金属参与作为活性中心的一部分如过渡金属大环化合物，或者参与到催化剂的合成中如氮掺杂的碳纳米管。有时候对于催化剂的应用来说，必需将这些金属粒子从催化剂中除去[K.Gong等人，Science，323 (2009) 760]。所以，非常希望开发用于ORR的低成本的非贵金属电催化剂，优选用于ORR的低成本的非金属电催化剂。具体地，非常期望能够有可供使用的这样的ORR电催化剂，其不含任何金属但是仍然能够实现与常规的Pt基催化剂相当的活性。类似地，非常期望获得合成用于ORR的电催化剂的方法，其不包括贵金属的使用，或者优选根本不包括任何金属的使用。这将消除用于除去在合成工序期间施用的金属粒子的去除步骤，并且还将大幅降低生产成本。
发明内容
现在已经意外地发现上述问题可以通过用于碱性介质中的氧气还原的高活性的不含金属的催化剂来解决，该催化剂可以通过这样的方法来获得，该方法包括将聚吡啶与导电碳材料如炭黑在没有金属存在的情况下混合，并且将所形成的混合物加热到室温以上。虽然不含金属，但是所得的电催化剂对于ORR表现出与常规的Pt基催化剂相当的活性。本发明因此提供了:
(1)不含金属的催化剂的合成方法，其包括:
(a)将聚吡啶与导电碳材料混合，以及
(b)加热所形成的混合物，即在步骤(a)中获得的混合物；
(2)可通过上面(I)的方法获得的不含金属的催化剂；
(3)包含上面(2)的不含金属的催化剂的电极；和
(4)上面(2)的不含金属的催化剂和/或上面(3)的电极的用途，其用于催化碱性介质中的氧气还原反应。
图1:XRD图谱，(a)在不同温度下用固定的1:10的聚吡啶与炭黑比率制备的样品；(b)在800 C下用不冋的聚卩比淀与炭黑比率制备的样品。图2:所选择样品的XP Cls (a)和N Is (b)谱图。图3:在氩气-(虚线)和氧气-(实线)饱和的KOH (0.1 M)中以5mV s—1的扫描速率记录的CV。样品:聚吡啶与炭黑之比为2:5，在800°C处理。图4: (a)在1600rpm和5mV s—1的扫描速率记录的线性扫描伏安图；(b)表示了低和高电流密度区域的Tafel图。样品:聚吡啶与炭黑之比是1:5和2:5，在800°C处理。图5:聚(3，5-吡啶二基)的化学结构。
具体实施例方式根据本发明方面(I)的方法(下文简称为“本发明方法”)提供了不含金属的催化齐U。根据本发明，“不含金属”指不含或者仅包含痕量(〈大约0.1重量％)的金属(即总金属，包括贵金属)的催化剂。本发明方法包括第一步骤:将聚吡啶与导电碳材料混合。在第二步骤中，加热所形成的混合物。下文中，“热处理”和“加热”是可互换使用的。优选地，在本发明中，聚吡啶与导电碳材料的混合或者加热步骤是在没有金属存在的情况下进行的。更优选两个步骤都是在没有金属存在的情况下进行的。本发明所用的聚吡啶不限于通过特定合成方法得到的聚吡啶，并且任何类型的聚吡啶或者不同的聚吡啶的混合物可以用于本发明方法中。该聚吡啶可以例如通过用Ni (Cod)2催化剂和中性配体脱齒素缩聚来获得[T.Yamamoto等人，J.Am.Chem.Soc,116 (1994) 4832]。取决于单体和配体，本发明的聚吡啶可以以不同的化学结构获得例如聚(吡啶-2，5- 二基)和聚(吡啶-3，5- 二基)。聚吡啶的聚合度通常很低，因此聚吡啶的平均摩尔质量是大约1000至大约IOOOOgmoΓ1，优选大约3000至大约AOOOgmor1 [T.Yamamoto等人,J.Am.Chem.Soc.116 (1994) 4832]。其他反应参与物，即导 电碳材料，通常是高(电)传导性的碳材料，例如电导率大于I西门子/米(S/m)，优选大于lOOS/m的碳材料。用于本发明方法中的导电碳材料包括炭黑、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维、活性碳(即，活性炭)及它们的混合物。优选的导电碳材料是炭黑。能够用于本发明方法中的炭黑的初级粒子尺寸是几十纳米，优选大约10至大约80nm，更优选大约20至大约40nm。“初级粒子尺寸”指的是炭黑合成之后且凝结和聚集之前的粒子尺寸。能够用于本发明中的炭黑的BET比表面积是大约200至大约300m2 g'优选大约230至大约270m2 g_1，更优选大约250m2 g' “BET比表面积”指的是通过公知公用的用于评估表面积的技术所测量的比表面积[S.Brunauer 等人，J.Am.Chem.Soc,60 (1938) 309]。例如，Vulcan XC-72 可以用作炭黑，其已经成为用于赋予塑料导电性的工业标准物。它还广泛地用作电催化中的高导电载体。它典型的特征包括优异的导电性、良好的化学和物理洁度和良好的可加工性。在本发明方法中，将导电碳材料例如炭黑与聚吡啶混合，优选的聚吡啶与导电碳材料(炭黑)重量比是至少大约1:10，优选大约1:10至大约1:1，更优选大约1:5至大约
4:5，最优选是大约2:5。加热是在大约0.5至大约2巴的压力下在惰性气氛中进行的。该惰性气氛可以是氮气、氩气或者氦气气氛，优选是氦气气氛。在加热过程中，将混合物加热到室温以上的温度，优选400°C以上，更优选大约600°C至大约1000°C的温度，更进一步优选大约700至大约900°C和最优选大约800°C。将该混合物加热到高于1000°C的温度时由于氮气的释放反而达不到目标。加热进行至少大约30min,优选大约I至大约6 h,更优选大约3 h的时间。
在优选的实施方案中，本发明方法包括将聚(吡啶-3，5- 二基)与初级粒子尺寸为大约10至大约80nm和BET比表面积为大约200至大约300m2 g—1的炭黑混合，并且将所形成的混合物在氦气气氛下加热到大约800°C持续大约I至大约6 h，其中聚(吡啶-3，5-二基)与炭黑在混合物中的重量比是大约1:10至大约1:1，优选大约1:5至大约4:5，最优选大约2:5。这种实施方案还包括通过所述方法获得的不含金属的催化剂，包含该不含金属的催化剂的电极和其用于催化碱性介质中的氧气还原反应的用途。在另一种优选的实施方案中，本发明方法包括将聚(吡啶_3，5- 二基)与初级粒子尺寸为大约10至大约80nm和BET比表面积为大约200至大约30( ! -1的炭黑混合，并且将所形成的混合物在氦气气氛下加热到大约800°C持续大约I至大约6 h，其中聚(吡啶_3，5- 二基)与炭黑在混合物中的重量比是大约1:10或者大约1:5或者大约2:5或者大约4:5或者大约1:1。这种实施方案还包括通过所述方法获得的不含金属的催化剂，包含该不含金属的催化剂的电极和其用于催化碱性介质中的氧气还原反应的用途。在另一种优选的实施方案中，本发明方法包括将聚(吡啶_3，5-二基)与初级粒子尺寸为大约10至大约80nm和BET比表面积为大约200至大约30( -1的炭黑混合，并将所形成的混合物在氦气气氛下加热到大约600°C持续至少大约180min，其中聚(吡啶-3，5-二基)与炭黑在混合物中的重量比是大约1:10至大约1:1，优选大约1:5至大约
4:5，最优选大约2:5。这种实施方案还包括通过所述方法获得的不含金属的催化剂，包含该不含金属的催化剂的电极和其用于催化碱性介质中的氧气还原反应的用途。在另一种优选的实施方案中，本发明方法包括将聚(吡啶_3，5- 二基)与初级粒子尺寸为大约10至大约80nm和BET比表面积为大约200至大约30( ! -1的炭黑混合，并且将所形成的混合物在氦气气氛下加热到大约600°C持续大约I至大约6 h，其中聚(吡啶_3，5- 二基)与炭黑在混合物中的重量比是大约1:10或者大约1:5或者大约2:5或者大约4:5或者大约1:1。
本发明的方面(2)-(4)涉及通过上文所述的本发明方面(I)的方法获得的不含金属的催化剂，包含所述的不含金属的催化剂的电极和所述催化剂和/或所述电极用于催化碱性介质中的氧气还原反应的用途。该催化剂或者电极优选包含来源于以下重量比的聚吡啶与导电碳材料(炭黑)的混合物的材料:所述重量比为至少大约1:10，优选大约1:10至大约1:1，最优选大约1:5至大约4:5。本发明方法中所述的处理实际上是碳化过程。由此获得的催化剂的性能可以通过典型的分析方法来研究，例如XRD(X射线衍射)、XPS(X射线光电子能谱)和CV(循环伏安法)。采用XRD (H.P.Klug和L.E.Alexander, X-Ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and AmorphousMaterials。第二版,Wiley & Sons,纽约，1974)来研究聚卩比唳的碳化度。可以采用高解析度 XPS (D.Briggs 和 M.P Seah, Practical Surface Analysis.英格兰:John Wiley &Sons.1994)来研究不同样品中的这些氮物质的量和类型。通过XPS观察到聚吡啶-碳混合物的热处理导致形成了含氮的碳，推测处于炭黑基底的表面上。样品的ORR活性使用循环伏安法(CV)和旋转圆盘电极(RDE)测量在0.1 M KOH中来研究。两种技术(CV和RDE)描述在 F.Scholz, Electroanalytical Methods, Springer,柏林，第 2 版。2010 中。如上所述，样品的ORR活性使用循环伏安法(CV)和旋转圆盘电极(RDE)测量在
0.1 M KOH中来研究。具有相同聚吡啶载量但是不同处理温度的催化剂的定性CV显示600°C和800°C的样品都是ORR高活性的，并且800°C样品的活性甚至更高。从XPS研究中可知聚合物物质和碳基底之间的相互作用随着处理温度而增大。因此，可以得出结论，即不仅吡啶型基团的存在，而且它们与基底之间的相互作用对于高ORR活性都是至关重要的。作为例子，图3显示了聚吡啶与碳的比例为2:5的800°C样品的CV。当电解质分别用氩气和氧气饱和时，明显 不存在和存在自大约-0.06V开始的还原事件，从而证实了所述的0RR。自大约-0.25V开始的氧化过程应当归因于过氧化物阴离子(HO2-)的氧化，如其他研究者所报道的那样[J.Liu等人，Electrochem.Commun.，10 (2008) 922]。图4a显示了在SmVs—1和1600rpm记录的800°C样品(1:5和2:5)的线性扫描RDE伏安图。很明显就扩散限制电流而言，ORR活性随着聚吡啶的量而增大。这可能涉及用于ORR的活性位点的较高的密度分布有关。进一步的对比分析依靠Tafel图(图4b)来呈现。用于构建
Tafel图的动态电流使用表达式=.: li^T来校正质量传输效应，该表达式应用于RDE的
Ki ~1
一级反应[T.J.Schmidt等人,Handbook of Fuel Cells-Fundamentals,Technology andApplications，2 (2003) 316]。对于两种样品，获得了两个Tafel斜率:一个处于_50mV到-150mV的低电流密度区域，和另一个处于_150mV到_250mV的高电流密度区域，其显示了在明显不同的电流密度范围内反应机理的变化。在低电流密度区域中，对于2:5和1:5的样品，Tafel斜率分别是63-79mV dec—1和89_95mV dec'在高电流密度区域中，对于2:5的催化剂，Tafel斜率从113变化到159mV dec—1，而对于I:5样品它是133_230mV dec'对于Pt基催化剂，报道了在不同的电流密度情形中两组不同的Tafel斜率的普遍存在归因于对应低电流密度区域中的Temkin吸附条件和对应高电流密度区域中的Langmuir吸附条件的吸附机理的差异[A.Damjanovic 和 M.A.Genshaw, Electrochim.Acta, 15 (1970)1281]。在我们的研究中所得的Tafel斜率的范围类似于Chen等人所报道的[Z.Chen等人，J.Phys.Chem.C，113 (2009) 21008]在KOH (0.1M)中在氮掺杂的碳纳米管上得到的那些，其类似于对Pt/C催化剂所得的值。氧气在我们的催化剂上的吸附和随后的还原的机理和动力学因此应当与对Pt/C所预期的那些非常类似。本发明在下面的实施例中更详细地描述，但是它们不应解释为对本发明的限制。实施例实施例1:催化剂合成
市售的炭黑(Vulcan XC72)和聚吡啶[聚(3，5-吡啶二基),Aldrich]按收到时的原样使用(参见化学式的方案I)。典型地，将50mg炭黑与5、10和20mg的聚吡啶在玛瑙研钵中充分混合，以分别获得1:10、1:5和2:5的聚吡啶与碳的比率。使用氦气流量为lOOsccm的卧式石英管反应器来热处理所得的混合物。将该炉子以3°C rniiT1的升温速率加热到400°C、600°C或者800°C，并且在冷却之前保持180min。收集样品，存储于细颈瓶中并进一步摇动混合。实施例2:表征
X射线衍射(XRD)是使用装备有Cu-Ka辐射源的PANalytical Θ - Θ粉末衍射计来测量的。扫描以0.03°的步宽从5°进行到70°，并且每步的收集时间是20s。全部样品的XRD图谱显示了类似的背景，其中在大约25°和43°具有源于用作基底的炭黑(VulcanXC-72)的两个主要贡献(图1)。在400°C处理的样品(聚吡啶:炭黑-重量比1:10)显示出几个不同于碳背景的峰(图1a)，其被认为与混合物中的聚吡啶有关。这些峰在600°C处理的样品中消失。对于在800°C处理的样品，仅仅观察到碳背景，甚至对于高聚合物载量的样品也是如此(图lb)。认为这归因于聚合物通常的低熔点和低热稳定性，聚吡啶或者它的链段被认为在更高的温度下是可移动的，这导致聚合物相的重新定位，改善它在炭黑基底上的分散。随后，随着进一步提高温度，在碳-聚合物界面处必然已发生了固-固或者固-液或者甚至固-气反应。 结果，聚吡啶被至少部分碳化，并且聚合物链段和碳之间的相互作用得到增强，导致增强的导电性，其对于电化学应用来说是至关重要的。X射线光电子能谱(XPS)测量是在装备有单色Al Ka X射线源和高解析度Gammadata-Scienta SES2002分析仪的超高真空(UHV)设备中进行的。测量室中的基础压力保持在大约7X10_1(I毫巴。采用浸没电子枪来补偿带电效应。结合能是基于在284.5 eV的石墨C Is峰来校正的。使用具有Gaussian-Lorentzian (70:30)混合功能和Shirley背景的CASA XPS程序来分析XP谱图。在测量扫描中仅在样品中探测到碳、氮和氧，这排除了金属杂质的存在。因为炭黑是所有样品的主要组分，因此所述谱图是通过将主要的C Is峰定位于石墨碳的284.5 eV处来校正的，并将该谱图通过强度对相应的C Is峰标准化。图2a显示了在400°C、600°C和800°C处理的样品的Cls谱图。已知聚合物和有机物的C Is峰通常出现在高于284.5 eV的结合能处[E.A.Hoffmann 等人，Journal of Molecular Structure:THE0CHEM, 725 (2005)
5；H.Rensmo 等人 J.Chem.Phys., 111 (1999) 2744]。400°C样品表现出在大约 285-286eV的相对强的台肩，虽然它的聚吡啶载量较低(1:10)。该台肩与有机碳物质，即聚吡啶或者它的链段有关。该台肩在600°C样品(I:10)中较弱，这表明存在着较少的有机碳物质和较多的碳化的聚吡啶。800°C样品(2:5)表现出如400°C样品那样的在大约285-286 eV的强台肩，和在大约287 eV的甚至更强的台肩。两种台肩都可以归因于在石墨碳表面上键合到 N 上的 C [S.Kundu 等人，J.Phys.Chem.C，113 (2009) 14302.]，这是因为碳化更完全，并且该800°C样品中的聚合物量明显高于600°C样品。图2b显示了三种样品的N Is谱图。已知在石墨碳表面上的吡啶型氮在XPS谱图中出现在大约 398.6 eV 处[S.Kundu 等人，J.Phys.Chem.C，113 (2009) 14302 ；S.Kundu等人，Phys.Chem.Chem.Phys.,已接收(2010) ] oCohen等人[M.R.Coher^PR.P.MerrilLSurf.Sc1.,245 (1991) I]显示弱键合到基底上的吡啶的N Is峰产生了在399.7eV的较高结合能处的峰。在其他研究中也观察到了有机吡啶的类似的峰位置[H.Rensmo等人，J.Chem.Phys.,111 (1999) 2744 ;P.R.Davies和N.Shukla, Surface Science, 322(1995) 8] o Greczynski 等人[G.Greczynski 等人，J.Chem.Phys., 114 (2001) 4243]报道了聚(对吡啶)中甚至更高的N Is键合能。对于400°C处理的样品，在XPS N Is谱图中在大约399.3 eV处出现窄峰(图2b)。该单个窄峰被认为来源于单一的N物质，即吡啶类型的有机N。在600°C的较高温度的热处理导致N Is峰明显变宽(图2b)。在聚合物-碳混合物中必然已发生了分解和反应导致不同的N物质。通过拟合可以解析出分别在401.7 eV、400.6 eV和399.0eV的三个峰。前两个峰可以分别匹配到季N(401.7 eV)和吡咯型N(400.6 eV) [S.Kundu等人，J.Phys.Chem.C，113 (2009) 14302 ；S.Kundu等人，Phys.Chem.Chem.Phys.,已接收(2010)]。与40(TC样品相比,第三个峰向较低的结合能偏移了 0.3 eV，其被认为是与表面具有增强的相互作用的吡啶类型的N，例如从物理接触到批唳单元在石墨碳上通过31键合的化学吸收作用[P.R.Davies和N.Shukla, SurfaceScience, 322 (1995) 8]。在800°C的处理导致氮物质与在石墨碳结构上观察到的氮物质完全一致[S.Kundu 等人，J.Phys.Chem.C, 113 (2009) 14302 ；S.Kundu 等人，Phys.Chem.Chem.Phys.，已接收(2010)]，这表明N物质完全嵌入到碳中。除了季N和吡咯型N基团之外，在398.6 eV处观察到吡啶型N，其进一步向较低的结合能偏移了 0.4 eV。来自于XPS结果的800°C样品的N与C的表面原子比达到0.031。与39%的吡咯型N和24%的季N基团相比，全部N物质的37% 是吡啶型N。换句话说，在800°C样品的表面上，吡啶N达到1.1原子％。实施例3:0RR测试
电催化ORR使用μ Autolab III型(Eco Chemie，荷兰乌得勒支)在单室玻璃槽中进行，该槽具有常规的三电极组件，还结合受NOVA 1.5软件控制的旋转圆盘电极旋转器EDI101和它的速度控制单元CTVlOl (Radiometer Analytical,法国)。工作电极是如下制备的:将催化剂粉末(2.5mg)溶解在蒸馏的去离子水(200 μ I)中，向其中加入20 μ I的Nafion全氟化离子交换树脂(5%)在低分子量醇/水中的溶液(Aldrich Chemie GmbH,Steinheim德国)。在将所形成的悬浮液超声处理大约30分钟之后,将3 μ I的它用吸液管移到嵌入在 Teflon 中的玻璃状碳电极(03mm, HTff Hochtemperatur-Werkstoffe GmbH,德国)上，然后在环境条件下让其干燥。在此之前，将该玻璃状碳电极在抛光布(HeraeusKulzer GmbH, Hanau,德国)上使用颗粒尺寸连续降低的3、1、0.3和0.005 μ m的氧化招糊(Leco，Michigan)进行抛光，来获得镜面样饰面。将钼丝用作反电极，而将Ag/AgCl/3 M KCl.电极用作参比电极。在 KOH (0.1 M ；Mallinckrodt Baker B.V, Deventer,荷兰)中以 5mVs—1的扫描速率记录了从0.3 V到-1.0V的伏安图。在每个测量之前，将电解质用氩气或者氧气吹扫至少20min。
权利要求
1.用于合成不含金属的催化剂的方法，其包括: (a)将聚吡啶与导电碳材料混合，以及 (b)加热步骤(a)中所得的混合物。
2.权利要求1的方法，其中步骤(a)和/或步骤(b)，优选两个步骤都在没有金属存在的情况下进行。
3.权利要求1或2的方法，其中所述导电碳材料: ⑴选自炭黑、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维、活性碳及它们的混合物；和/或 ( )具有大于I S/m，优选大于100 S/m的电导率。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述导电碳材料是炭黑。
5.权利要求4的方法，其中所述炭黑具有: (i)初级粒子尺寸为10-80nm，优选20_40nm;和/或 (ii)BET-比表面积为200-30( -1，优选 230-27( ! -1,最优选大约 25( '
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中所述聚吡啶: (i)是聚(吡啶-2，5-二基 )或者聚(吡啶-3，5- 二基)，优选是聚(吡啶-3，5- 二基);和/或 (ii)平均摩尔质量是1000-10000g πιοΓ1，优选 3000_4000g mol'
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中聚吡啶与导电碳材料在所述混合物中的重量比是至少1:10，优选1:10至1:1，更优选1:5至4:5，最优选大约2:5。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中步骤(b)包括将所述混合物加热到400°C以上的温度，优选加热到600-1000°C的温度，更优选700-900°C，和最优选大约800°C。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中所述加热是在0.5-2巴的压力下在惰性气氛中进行的，其中该惰性气氛优选是氮气、氩气或者氦气气氛，和最优选是氦气气氛。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中加热进行至少30min，优选1-6h，更优选大约3 ho
11.不含金属的催化剂，其可由权利要求ι- ο中任一项的方法获得。
12.电极，其包含权利要求11的不含金属的催化剂。
13.权利要求11的不含金属的催化剂或者权利要求12的电极的用途，其用于催化碱性介质中的氧气还原。
全文摘要
本发明涉及用于合成高活性的不含金属的催化剂的简单方法，该催化剂用于碱性介质中的氧气还原反应，还涉及可通过所述方法获得的催化剂，包含所述催化剂的电极以及该催化剂和电极用于碱性介质中的氧气还原反应的用途。
文档编号B01J21/18GK103118974SQ201180039719
公开日2013年5月22日 申请日期2011年6月16日 优先权日2010年6月17日
发明者M.穆勒, W.舒曼, 夏伟, M.布龙, J.马萨 申请人:拜耳知识产权有限责任公司