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公开(公告)号：CN114914462A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210665927.1
申请日：2022-06-13
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明公开了一种铁氮掺杂碳半管材料、其制备方法及其应用，Fe元素含量为0.1～5.0at％，全部Fe元素以Fe‑N4形式存在；C元素含量为80.0～95.0at％，C元素主要以石墨‑C和吡啶‑N‑C的活性物种形式存在；N元素含量为1.0～10.0at％，N元素主要以吡啶‑N、吡咯‑N、石墨‑N、N‑O的形式存在，其中吡啶‑N形成强活性位点；铁氮掺杂碳半管材料具有开放结构和材料内部微孔。本发明方法通过胺类化合物和铁盐在以表面活性剂自组装形成的软模板上发生聚合反应，生成含有铁、氮的半管形态聚合产物，再经过高温热解，得到铁氮掺杂碳半管材料，用于电极材料或导电添加剂。本发明碳材料具有高度的开放结构、较大的比表面积、丰富的微/介孔和较高的Fe、N掺杂量；方法简单易行，适合大规模生产。
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公开(公告)号：CN114335581B
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN202111374463.0
申请日：2021-11-19
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明公开了一种高氧还原性能金属‑N4掺杂的碳催化剂及其制备方法，是以过渡金属、氮元素掺杂的二维碳纳米片，碳催化剂具有多孔薄片层纳米结构，碳催化剂中的金属物种全部为原子级过渡金属和N4组成的Me‑N4结构，且Me‑N4为活性位点，其中Me为Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Mn中的至少一种金属。本发明方法将金属酞菁、酞菁、锌盐等三种化合物前驱体按设定质量比加入到液体溶剂中，均匀混合，并继续加热至液体溶剂完全挥发后，采用一步高温热解法，制备得到金属‑N4掺杂的非贵金属碳催化剂。本发明催化剂具有高氧还原反应(ORR)催化活性、优异CH3OH/CO耐受性和良好稳定性；制备过程简单易控，所用原料均为市售产品，可实现批量化生产。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113659154B
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202110793374.3
申请日：2021-07-14
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明公开了一种碱性燃料电池阴极用高性能碳催化剂及其制备方法。本发明碳催化剂是由过渡金属Me、锌(Zn)和氮(N)等异元素掺杂的碳材料，其中，Me为Fe、Co、Ni、Cu、Mn中至少一种。本发明制备方法将金属酞菁、酞菁、锌盐等三种化合物前驱体按一定质量比加入到液体溶剂中，超声至均匀混合，随即将块体的三聚氰胺海绵浸入，至少1分钟后从混合液中提出吸附化合物前驱体的三聚氰胺海绵，干燥后，采用一步高温热解法制备得到金属‑氮(Me‑Nx)掺杂的非贵金属碳催化剂。本发明催化剂具有高氧还原反应(ORR)催化活性、优异CH3OH/CO耐受性和良好稳定性；制备过程简单易控，所用原料均为市售产品，可实现批量化生产。
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公开(公告)号：CN114843537A
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202210460001.9
申请日：2022-04-24
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明公开了一种利用氮掺杂碳半管作为载体的铂基电催化剂及其制备方法，以氮掺杂碳半管作为载体，以铂基纳米颗粒作为催化剂活性质点，将铂基纳米颗粒均匀地分布在氮掺杂碳半管表面，形成铂基电催化剂。本发明将表面活性剂、胺类化合物、酸溶于水，后加入过硫酸铵进行氧化聚合，过滤、洗涤、干燥，将聚合产物置于惰性气体中高温热解即得氮掺杂碳半管；再将铂化合物、过渡金属化合物、氢氧化钠溶于溶剂，进行微波反应即得铂基纳米颗粒；最后将铂基纳米颗粒与氮掺杂碳半管载体充分混合，得到氮掺杂碳半管作为载体的铂基电催化剂。本发明所制得的催化剂具有优异的氧还原反应催化活性和良好的耐久性，且制备方法简单易行，适合规模化生产。
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公开(公告)号：CN114899431A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210397577.5
申请日：2022-04-15
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明公开了一种氮掺杂碳半管电催化剂材料、其制备方法及其应用，本发明催化剂材料具有开放半管结构，半管直径为1～200nm，长度为10nm～20μm；按照原子数百分比计算，氮掺杂量不低于20at％，氮掺杂以吡啶‑N、吡咯‑N、石墨‑N和“N‑O”中的至少一种形式存在。本发明制备方法，将胺类化合物在表面活性剂软模板的诱导下发生聚合反应，生成半管形态聚合物中间体，后经过高温热解得到氮掺杂碳半管催化剂。本发明材料作为燃料电池、锂/钠等碱金属离子电池、超级电容器、铅酸电池的电极材料或导电添加剂。本发明碳半管电催化剂为一种新型碳形态，具有高度的开放结构、较大的比表面积、丰富的微/介孔、较高的N掺杂量和良好的导电性，成本低，适合大规模生产。
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公开(公告)号：CN114335581A
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202111374463.0
申请日：2021-11-19
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明公开了一种高氧还原性能金属‑N4掺杂的碳催化剂及其制备方法，是以过渡金属、氮元素掺杂的二维碳纳米片，碳催化剂具有多孔薄片层纳米结构，碳催化剂中的金属物种全部为原子级过渡金属和N4组成的Me‑N4结构，且Me‑N4为活性位点，其中Me为Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Mn中的至少一种金属。本发明方法将金属酞菁、酞菁、锌盐等三种化合物前驱体按设定质量比加入到液体溶剂中，均匀混合，并继续加热至液体溶剂完全挥发后，采用一步高温热解法，制备得到金属‑N4掺杂的非贵金属碳催化剂。本发明催化剂具有高氧还原反应(ORR)催化活性、优异CH3OH/CO耐受性和良好稳定性；制备过程简单易控，所用原料均为市售产品，可实现批量化生产。
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公开(公告)号：CN113659154A
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN202110793374.3
申请日：2021-07-14
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明公开了一种碱性燃料电池阴极用高性能碳催化剂及其制备方法。本发明碳催化剂是由过渡金属Me、锌(Zn)和氮(N)等异元素掺杂的碳材料，其中，Me为Fe、Co、Ni、Cu、Mn中至少一种。本发明制备方法将金属酞菁、酞菁、锌盐等三种化合物前驱体按一定质量比加入到液体溶剂中，超声至均匀混合，随即将块体的三聚氰胺海绵浸入，至少1分钟后从混合液中提出吸附化合物前驱体的三聚氰胺海绵，干燥后，采用一步高温热解法制备得到金属‑氮(Me‑Nx)掺杂的非贵金属碳催化剂。本发明催化剂具有高氧还原反应(ORR)催化活性、优异CH3OH/CO耐受性和良好稳定性；制备过程简单易控，所用原料均为市售产品，可实现批量化生产。
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