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公开(公告)号：CN112499613B
公开(公告)日：2022-04-26
申请号：CN202011600692.5
申请日：2020-12-30
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了宽pH范围氧还原电催化用氮磷掺杂多孔碳的制备方法，以天然矿物基碳源为原料，利用“氮磷顺序掺杂法”分两条路径进行合成。本发明成本效益高，制备方法可持续、可规模化；变频超声混合方法保证了较高性能。制备的氮磷掺杂多孔碳具有分散的片状形貌，丰富的边缘和缺陷，大的比表面积和孔容，充足的微孔和中孔以及适量的掺杂氮和掺杂磷，作为氧还原反应电催化剂在碱性电解液、酸性电解液与中性电解液中均显示出良好的电化学催化性能，并具有良好的抗小分子和甲醇毒化的能力，在碱性燃料电池/金属空气电池、质子交换膜燃料电池（酸性电解质）和生物燃料电池（中性电解质）中具有很好的应用潜力。
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公开(公告)号：CN109694071A
公开(公告)日：2019-04-30
申请号：CN201910067581.3
申请日：2019-01-24
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/348 , C01B32/324 , H01M4/90 , B01J27/24
Abstract: 本发明公开了一种以椰壳为原料制备氮掺杂多孔碳材料的方法及应用，以椰壳为原料，筛出丝状椰丝，高温碳化后得到物料A，物料A依次经碱洗、酸洗后得物料B，将物料B分散在氢氧化钾和碳酸氢钾的混合溶液中活化1h，然后加入三聚氰胺溶液，继续搅拌2h，再冻干溶液得到物料C，将物料C高温碳化处理后，经酸洗、过滤、水洗、烘干得到氮掺杂多孔碳材料。本发明以资源丰富且成本低廉的农林废弃物椰子壳为原料，制得的氮掺杂多孔碳材料比表面积大，并具有多级孔结构，其中大孔有利于质量传输，微孔和介孔可以提供更多的活性位点，提高催化活性；而且该碳材料对甲醇溶液有很强的耐抗性，且循环稳定性良好，在氧还原催化剂上具有潜在的应用前景。
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公开(公告)号：CN109569696A
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201910092340.4
申请日：2019-01-30
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种氮掺杂生物质多孔炭的制备方法及其氧还原催化应用，该方法以哈密瓜皮为生物质原料，通过低温预炭化后的生物质炭与氮源三聚氰胺、活化剂碳酸氢钾同时进行处理，然后在高温下同步进行活化、掺杂，最后经过酸洗、水洗、烘干等处理，实现了高比表面积、高氮含量的质子交换膜燃料电池阴极催化材料的制备。本发明制备的氧还原催化材料电化学性能优异，催化活性好、循环稳定性高、甲醇耐受性强。制备原料采用废弃的哈密瓜皮，成本低廉；制备过程没有使用有毒或强腐蚀性试剂，对环境友好且方法简单高效，适于大量生产，具有一定的实际意义和应用价值。
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公开(公告)号：CN112062128B
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202010946836.6
申请日：2020-09-10
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/348 , C01B32/324 , B01J27/24 , B01J35/10
Abstract: 本发明公开了一种基于农作物秸秆的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用。该方法以秸秆为原料，将秸秆粉末与碱金属氢氧化物在水溶液中加热搅拌，通过碱煮对木质素、纤维素和半纤维素的处理，使致密的原材料的结构疏松，从而改变材料的孔径分布；然后依次加入活化剂碳酸氢钾和氮源三聚氰胺进行搅拌混合，烘干后经过高温热解，酸洗，过滤，烘干步骤得到催化材料。本发明制备的氮掺杂多孔碳材料在全pH下具有优异的氧还原电催化性能、循环稳定性高、甲醇耐受性强，可用作燃料电池阴极氧还原反应电催化材料。成本低廉，原料广泛，制备流程简单高效，绿色环保，可用于大规模生产，实际应用价值大。
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公开(公告)号：CN113793942A
公开(公告)日：2021-12-14
申请号：CN202111091038.0
申请日：2021-09-17
Applicant: 中国矿业大学
IPC: H01M4/90 , C01B32/348 , H01M4/92
Abstract: 本发明公开了一种基于中阶煤的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用，该方法以中阶煤为原料，将球磨得到的中阶煤粉末先后置于加入了少量乙醇的碱和酸溶液中处理，然后将其与氮掺杂剂球磨混合，再将得到的混合物与活化剂研磨混合，通过低温活化与高温热解的一步程序升温‑降温过程，之后再经过酸洗、过滤和烘干步骤得到氮掺杂多孔碳材料。本发明制备的氮掺杂多孔碳材料具有大量介孔且微介孔以合适比例并存的孔隙结构，在全pH范围内具有优异的氧还原电催化性能，可用作燃料电池阴极氧还原反应电催化材料，本发明采用的原料成本低廉且来源广泛，制备流程简单高效且绿色环保，有利于提升中阶煤的利用附加值，可大规模生产，具有较大的实际应用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112499613A
公开(公告)日：2021-03-16
申请号：CN202011600692.5
申请日：2020-12-30
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了宽pH范围氧还原电催化用氮磷掺杂多孔碳的制备方法，以天然矿物基碳源为原料，利用“氮磷顺序掺杂法”分两条路径进行合成。本发明成本效益高，制备方法可持续、可规模化；变频超声混合方法保证了较高性能。制备的氮磷掺杂多孔碳具有分散的片状形貌，丰富的边缘和缺陷，大的比表面积和孔容，充足的微孔和中孔以及适量的掺杂氮和掺杂磷，作为氧还原反应电催化剂在碱性电解液、酸性电解液与中性电解液中均显示出良好的电化学催化性能，并具有良好的抗小分子和甲醇毒化的能力，在碱性燃料电池/金属空气电池、质子交换膜燃料电池（酸性电解质）和生物燃料电池（中性电解质）中具有很好的应用潜力。
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公开(公告)号：CN113998697B
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202111297135.5
申请日：2021-11-03
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/324 , C01B32/348 , H01M4/90
Abstract: 本发明公开了一种树叶基氮掺杂多孔炭的制备方法及其在全pH范围内氧还原电催化中的应用。将树叶基生物质清洗干燥后研磨；称取一定量生物质粉体材料，使其浸泡在含有半纤维素酶的乙酸‑乙酸钠溶液中，恒温静置一段时间进行水解，过滤，水洗，烘干，在惰性气氛下进行预碳化，冷却至室温后研磨成粉，再与氮源、活化剂按质量比称量后进行高能真空机械力球磨，将球磨混合物在惰性气氛下进行高温碳化，酸洗，过滤，水洗至滤液呈中性，干燥后得到氮掺杂多孔碳材料。本发明利用酶协同高能真空机械力球磨法对生物质进行改性处理，制备的氮掺杂多孔碳材料比表面积大，分级孔结构明显，氮含量丰富，在全pH范围(0‑13)内均具有优秀ORR电催化活性。
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公开(公告)号：CN113793942B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202111091038.0
申请日：2021-09-17
Applicant: 中国矿业大学
IPC: H01M4/90 , C01B32/348 , H01M4/92
Abstract: 本发明公开了一种基于中阶煤的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用，该方法以中阶煤为原料，将球磨得到的中阶煤粉末先后置于加入了少量乙醇的碱和酸溶液中处理，然后将其与氮掺杂剂球磨混合，再将得到的混合物与活化剂研磨混合，通过低温活化与高温热解的一步程序升温‑降温过程，之后再经过酸洗、过滤和烘干步骤得到氮掺杂多孔碳材料。本发明制备的氮掺杂多孔碳材料具有大量介孔且微介孔以合适比例并存的孔隙结构，在全pH范围内具有优异的氧还原电催化性能，可用作燃料电池阴极氧还原反应电催化材料，本发明采用的原料成本低廉且来源广泛，制备流程简单高效且绿色环保，有利于提升中阶煤的利用附加值，可大规模生产，具有较大的实际应用价值。
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公开(公告)号：CN112062128A
公开(公告)日：2020-12-11
申请号：CN202010946836.6
申请日：2020-09-10
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/348 , C01B32/324 , B01J27/24 , B01J35/10
Abstract: 本发明公开了一种基于农作物秸秆的氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用。该方法以秸秆为原料，将秸秆粉末与碱金属氢氧化物在水溶液中加热搅拌，通过碱煮对木质素、纤维素和半纤维素的处理，使致密的原材料的结构疏松，从而改变材料的孔径分布；然后依次加入活化剂碳酸氢钾和氮源三聚氰胺进行搅拌混合，烘干后经过高温热解，酸洗，过滤，烘干步骤得到催化材料。本发明制备的氮掺杂多孔碳材料在全pH下具有优异的氧还原电催化性能、循环稳定性高、甲醇耐受性强，可用作燃料电池阴极氧还原反应电催化材料。成本低廉，原料广泛，制备流程简单高效，绿色环保，可用于大规模生产，实际应用价值大。
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公开(公告)号：CN109678153B
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN201910067591.7
申请日：2019-01-24
Applicant: 中国矿业大学
IPC: C01B32/348 , C01B32/318 , H01M4/96
Abstract: 本发明公开了一种氮掺杂多孔碳的制备方法及其在燃料电池阴极中的催化应用，该氮掺杂多孔碳材料以无烟煤为原料，将预处理过后的无烟煤先经过氢氧化钾高温碳化活化，经酸洗、烘干制得煤基活性炭，然后将制得的煤基活性炭与一定比例的三聚氰胺经过机械球磨混合均匀，再次高温碳化，经酸洗、烘干制得最终的氮掺杂多孔碳材料；该氮掺杂多孔碳材料可用于制备燃料电池的阴极氧还原催化剂。本发明利用无烟煤为原料，制备步骤简单，成本低；制备的材料具有大的比表面积及合适的含氮量，作为氧还原反应电催化剂显示出良好的电化学性能，在燃料电池中具有广泛的应用前景。
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