【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂制备，具体为一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法和设备构造。
技术介绍
1、电催化氧还原阴极催化剂是用于加速氧分子在电化学反应中的还原过程的一种材料。这个反应在许多能源转化和存储设备中至关重要，如燃料电池和金属空气电池。
2、传统的催化剂，如铂和其他贵金属价格昂贵，导致整体成本较高，许多高效催化剂的制备工艺复杂且昂贵，限制了大规模应用，并且在实际应用中，催化剂容易发生失活，特别是在长期运行过程中会因氧化、腐蚀或中毒而性能下降，同时现有的制备工艺的可重复性差，使得催化剂性能难以在批次间保持一致，许多高效催化剂的制备工艺也相对复杂且昂贵，这些工艺往往涉及多个步骤和精密的操作，需要专业的设备和技术支持。这不仅增加了催化剂的生产难度，也提高了生产成本，因此，即使某些催化剂在实验室条件下表现出优异的性能，但由于制备工艺的复杂性，也很难实现大规模生产和应用，鉴于此，我们提出了一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法和设备构造。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法和设备构造，解决了现有的高效催化剂的制备工艺复杂且昂贵的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，包括以下步骤：
3、s1.材料的准备，包括镍硝酸盐和钼氧化物，镍硝酸盐和钼氧化物的比例为1∶1；
4、s2.多金属合金前驱体制备，将各金属盐按照所需的比例溶解在去
5、s3.高温处理，将干燥后的样品放入高温炉内，并在惰性气体的气氛中，于300℃至400℃下进行预处理，得到碳化后的样品；
6、s4.将碳化后的样品冷却至室温，准备0.5m-0.7m的稀硫酸，将碳化后的催化剂样品浸泡在酸性溶液中，搅拌1-2.5小时，酸洗后进行洗涤，得到洗涤后的样品；
7、s5.洗涤后的样品通过过滤系统进行固液分离，分离后在60℃至80℃下干燥12-24小时，最后将处理后的催化剂样品放置于密封容器中。
8、优选的，所述步骤s2中，将金属盐溶液内加入浓度为1.5m的沉淀剂，形成多金属碳酸盐沉淀，过滤并干燥沉淀，得到前驱体粉末，将前驱体粉末进行高温热处理，形成多金属合金纳米颗粒。
9、优选的，所述步骤s2中滴加速率整个过程控制在1-5ml/min，同时需要保持不断搅拌。
10、优选的，所述步骤s2初始滴加速率设置为2ml/min，当沉淀物颗粒过大和反应速率过快时，减慢滴加速率至1ml/min，当反应速率太慢，沉淀物生成缓慢，提高滴加速率至3-4ml/min，整个过程持续30分钟到1小时。
11、优选的，所述步骤s2中整个反应温度保持在25℃到30℃之间。
12、优选的，所述步骤s2，在沉淀反应后，将悬浊液静置或在低速搅拌下保持一段时间8-24小时之间，直到金属离子完全沉淀。
13、优选的，所述步骤s3中，在高温炉内先通入惰性气体，排除炉内的氧气，并进行预热和初步碳化，惰性气体流速一般控制在50-100ml/min。
14、优选的，所述步骤s3中，高温炉的升温程序设定为以5℃/min-6℃/min的速率升温至700℃至900℃，在升温过程中，保持惰性气体的流量，当温度达到设定的目标温度后，维持此温度1至2小时。
15、优选的，所述步骤s4中，将碳化后的催化剂样品浸泡在酸性溶液中，搅拌1-2小时，随后再使用0.5m-0.7m稀硝酸去除特定金属或副产物，酸洗完成后，用去离子水反复洗涤样品，直到洗涤液ph值在6-8之间。
16、一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法的设备构造，包括中央反应容器，中央反应容器，其材质为ptfe，容量为100毫升至1升，所述中央反应容器上设置有注射泵，所述中央反应容器上设置有搅拌器，所述中央反应容器上设置有温度控制系统，所述中央反应容器上设置有ph控制系统，所述中央反应容器上连接过滤系统，所述过滤系统连接有干燥系统，所述干燥系统连接有研磨系统。
17、本专利技术提供了一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法和设备构造。具备以下有益效果：
18、1、本专利技术通过优化制备工艺，简化了催化剂的制备步骤，降低了生产成本，使得催化剂的大规模生产和应用变得更加经济可行。
19、2、本专利技术通过精确控制制备过程中的各项参数，如滴加速率、反应温度、热处理条件等，提高了催化剂的性能稳定性和可重复性，使得催化剂的性能在不同批次之间能够保持一致，同时制备方法中使用的设备构造简单，易于操作和维护，适用于大规模生产。
20、4、本专利技术通过采用特定的酸洗步骤，本专利技术有效去除了催化剂中的特定金属或副产物，提高了催化剂的纯度和活性，进一步增强了其电催化氧还原性能。
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1.一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，将金属盐溶液内加入浓度为1.5M的沉淀剂，形成多金属碳酸盐沉淀，过滤并干燥沉淀，得到前驱体粉末，将前驱体粉末进行高温热处理，形成多金属合金纳米颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中滴加速率整个过程控制在1-5mL/min，同时需要保持不断搅拌。
4.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2初始滴加速率设置为2mL/min-2.5mL/min，当沉淀物颗粒过大和反应速率过快时，减慢滴加速率至0.8mL/min-1mL/min，当反应速率太慢，沉淀物生成缓慢，提高滴加速率至3-4mL/min，整个过程持续30分钟到1小时。
5.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中整个反应温度保持在25℃到30℃之间。
6.根据权利要求1所
7.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，在高温炉内先通入惰性气体，排除炉内的氧气，并进行预热和初步碳化，惰性气体流速一般控制在50-100mL/min。
8.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，高温炉的升温程序设定为以5℃/min-6℃/min的速率升温至700℃至900℃，在升温过程中，保持惰性气体的流量，当温度达到设定的目标温度后，维持此温度1至2小时。
9.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，首先准备0.5M-0.7M的稀盐酸，将碳化后的催化剂样品浸泡在酸性溶液中，搅拌1-2小时，随后再使用0.5M-0.7M稀硝酸去除特定金属或副产物，酸洗完成后，用去离子水反复洗涤样品，直到洗涤液pH值在6-8之间。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法的设备构造，包括中央反应容器，其特征在于，所述中央反应容器上设置有注射泵，所述中央反应容器上设置有搅拌器，所述中央反应容器上设置有温度控制系统，所述中央反应容器上设置有PH控制系统，所述中央反应容器上连接过滤系统，所述过滤系统连接有干燥系统，所述干燥系统连接有研磨系统。
...【技术特征摘要】
1.一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，将金属盐溶液内加入浓度为1.5m的沉淀剂，形成多金属碳酸盐沉淀，过滤并干燥沉淀，得到前驱体粉末，将前驱体粉末进行高温热处理，形成多金属合金纳米颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中滴加速率整个过程控制在1-5ml/min，同时需要保持不断搅拌。
4.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2初始滴加速率设置为2ml/min-2.5ml/min，当沉淀物颗粒过大和反应速率过快时，减慢滴加速率至0.8ml/min-1ml/min，当反应速率太慢，沉淀物生成缓慢，提高滴加速率至3-4ml/min，整个过程持续30分钟到1小时。
5.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中整个反应温度保持在25℃到30℃之间。
6.根据权利要求1所述的一种电催化氧还原阴极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2，在沉淀反应后，将悬浊液静置或在低速搅拌下保持一段时间8-24小时之间，直到金属离子完全沉淀。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶洋，王海人，付婷，
申请(专利权)人：江阴森宁环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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