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专利号: 202110008483X
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂,其特征在于:由单质钴颗粒镶嵌在氮掺杂碳材料中构成;所述氮掺杂碳材料由氮掺杂石墨晶纳米带与氮掺杂科琴炭黑原位复合构成。

2.根据权利要求1所述的一种高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂,其特征在于:所述高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂由以下质量百分比组分组成:钴单质:1%–15%;

氮掺杂石墨晶纳米带:5%–39%;

氮掺杂科琴炭黑:60%–80%;

其中,

氮的质量百分比含量为1%–10%。

3.根据权利要求1或2所述的一种高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂,其特征在于:所述高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂由以下质量百分比组分组成:钴单质:3%–10%;

氮掺杂石墨晶纳米带:15%–30%;

氮掺杂科琴炭黑:65%–75%;

其中,

氮的质量百分比含量为3%–7%。

4.权利要求1~3任一项所述一种高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂的制备方法,其特征在于:将钴盐、含氮有机小分子化合物和碳黑混合后,置于保护气氛中,进行两段焙烧处理,即得。

5.根据权利要求4所述的一种高性能析氧Co@N‑C‑KB复合催化剂的制备方法,其特征在于:

所述钴盐为水溶性钴盐;

所述含氮有机小分子化合物由尿素、三聚氰胺、三聚氰氯、氰胺、二氰二胺中至少一种与氨基酸按质量比(70–85):(5–15)组成;

所述氨基酸包括丙氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸、脯氨酸、丝氨酸、色氨酸、谷氨酸中至少一种;

所述炭黑材料包括科琴炭黑、卡博特导电炭黑、乙炔炭黑中至少一种。

6.根据权利要求4所述的一种高性能析氧Co@N‑C‑KB复合催化剂的制备方法,其特征在于:钴盐、含氮有机小分子化合物和碳黑的质量比为(5–15):(70–95):(5–10)。

7.根据权利要求4或6所述的一种高性能析氧Co@N‑C‑KB复合催化剂的制备方法,其特征在于:钴盐、含氮有机小分子化合物和碳黑的质量比组成为(7–10):(81–89):(6–9)。

8.根据权利要求4所述的一种高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂的制备方法,其特征在于:所述两段焙烧处理过程为依次在500℃–600℃和650℃–900℃进行焙烧处理。

9.根据权利要求8所述的一种高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂的制备方法,其特征在于:

在500℃–600℃焙烧处理的时间为0.5–4h;

在650℃–900℃焙烧处理的时间为0.5–4h。

10.权利要求1~3任一项所述的高性能氧还原Co@N‑C‑KB复合催化剂的应用,其特征在于:作为燃料电池氧还原催化剂应用。