CN111224116B - 一种用于燃料电池的催化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于燃料电池的催化剂及其制备方法，该催化剂为含有一种或多种金属的氮杂化的碳基催化材料，其为M‑NC类单金属氮碳催化剂、双金属氮碳催化剂或多金属氮碳催化剂，其中M为金属元素中的一种或多种，其具有大量孔结构，具有优良的气体与电子等传导性能，具有较高的石墨化程度和氮含量，其比表面积大、活性位点多且分布均匀、活性高、稳定性强，还具有催化活性高、使用寿命长、综合成本低的优点，可用于质子交换膜燃料电池和直接醇类等类型燃料电池。另外本制备方法工艺简单，操作可控，且条件温和，绿色环保，通用性强，合成过程中不使用任何溶剂，各种原料经过固相热反应直接形成前驱体后碳化，原料成本低，利用率高。

Description

一种用于燃料电池的催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种燃料电池的催化剂，特别是涉及一种燃料电池的催化剂及其制备方法。

背景技术

清洁能源存储、转化与利用是解决当前能源与环境问题的关键所在。其中，氢能源和燃料电池技术是一种极具潜力的解决方案，是构建清洁能源社会的重要组成部分，其研究和开发越来越受到广泛的关注和高度重视。燃料电池技术是一种直接将化学能转化为电能的装置，具有燃料来源丰富多样、能量转化效率高、对环境影响小、零排放或者低排放，以及结构简单操作性强等优点,被认为是一种最有可能大规模推广的新型能源技术。其中，质子交换膜燃料电池和直接醇类燃料电池更具有比能量高、结构紧凑、维护方便等优点，在动力电源、移动电源和备用电源等场景具有广阔的应用前景，受到全世界科学家和政府的重视。

目前，质子交换膜燃料电池和直接醇类燃料电池的关键技术已经基本成熟，并处于产业化初始阶段，但目前阻碍该技术完全市场化的最大障碍是综合成本太高。主要原因是燃料电池需要用价格昂贵、资源稀缺且电化学稳定性较差的贵金属铂作为电极催化剂的主要活性组分，铂基催化剂的综合成本占据电堆成本的30％～50％。由此造成的燃料电池成本高昂、系统寿命短，从而导致商业化进程缓慢。电极催化剂的主要作用是催化阴阳两极的电化学反应，其中阳极发生燃料氧化反应，阴极发生氧气还原反应。燃料在催化剂的作用下生成氢离子和电子后，氢离子通过质子交换膜移动到阴极，而电子则通过外部电路运动到阴极；氢离子和电子在阴极与氧气生成水。使用铂催化剂时，阴极氧还原反应的动力学过程比阳极氢氧化反应慢六个数量级，常规情况下需要至少230毫伏的过电位才可以使反应得以发生；同时，由于阴极处于高湿、高氧化性的环境，电极催化剂中的铂基金属颗粒容易发生团聚、氧化、流失等问题，导致催化剂性能下降甚至失活。这些因素严重制约了燃料电池产业的发展。

当前，提高燃料电池催化剂性价比的关键方法有两类，第一类是在保证催化剂活性的基础上，尽可能的降低铂含量。具体措施包括合金化形成Pt-M合金，或将铂与其他材料形成铂壳的核壳结构催化剂，以及直接制备低铂载量的催化剂。中国专利CN109830702A公开了“一种燃料电池催化剂及其制备方法和应用”，该技术采用乙二醇溶剂热的方式，以乙酰丙酮铂和乙酰丙酮镍为原料，硼氢化钠为还原剂制备出高载量和高活性碳载铂镍合金催化剂，但该方法原材料成本较高，合成过程繁琐，且催化剂稳定性较差。丰田公司公布了一种核壳结构催化剂的制造方法，可以短时间制造铂质量活性高的核壳催化剂(中国专利，CN106660014A)。该方法通过欠电位沉积先合成钯核铜壳的前体材料，此后通过置换反应用铂将铜置换形成一种高活性的钯核铂壳的催化剂。该方法需要经过多个步骤才能完全得到最终目标产品，量产困难。Liu等[Angew.Chem.Int.Ed.10.1002/anie.201812423]制备出一种碳锚定的铂碳四(PtC₄)催化剂，铂含量可以降低至1.1wt％，并将铂的使用量降低到0.09g_Pt/KW，然而采用该催化剂的氢氧燃料电池的最高功率密度却仅为500mW/cm²，远不能满足商业化需要。总的来说，该类铂基催化剂的制备方法往往需要过量的助剂，操作流程繁琐，产品一致性较差，且不易量产化，也未能改变依赖铂的客观现状，催化剂的稳定性也未有明显提高。

另一类措施是采用非贵金属催化剂，主要包括一些过渡金属-氮碳类多组元催化剂，这些非贵金属催化剂被认为是铂基催化剂的潜在替代品。中国专利CN109713327A公开了一种在惰性气氛中、路易斯酸存在的情况下热解芳香腈化合物和金属氧化物得到一种具有良好的催化活性、抗甲醇性和稳定性的氮掺杂的纳米金属颗粒氮碳催化剂的方法，但是其催化活性与商业化铂碳有较大差距。中国专利CN110534755A公开了一种锌基金属有机框架材料和基于该材料的铁氮共掺杂碳基氧还原电催化剂及其制备方法和应用。该催化剂制备简单，成本低廉，其半电池测试的催化活性略高于商业化铂碳(20％的铂含量)催化剂。2017年，巴拉德与日清纺联合宣布了世界上首台基于非贵金属催化剂的电堆，其内部催化剂是基于酞菁铁衍生的材料。当前，尽管该类催化剂具有一定的催化活性，但其存在制备方法复杂，环境污染大，制备过程扩展性较差的问题。因此，探究新一代低成本、高活性和高稳定性的催化剂及其制备方法，是进一步推动燃料电池发展不可或缺的一部分，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供了一种高活性、高稳定性、高性价比的，可用于质子交换膜燃料电池和直接醇类等类型燃料电池的催化剂。

本发明的另一目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供了成本低廉、工艺简单、操作方便、产品一致性好的用于制备燃料电池的催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于燃料电池的催化剂，其为含有一种或多种金属的氮杂化的碳基催化材料，其为M-NC类单金属氮碳催化剂、双金属氮碳催化剂或多金属氮碳催化剂，其中M为金属元素中的一种或多种，M包含但不限于铂、钌、钯、铁、钴、镍、铜、锡、铱、金和银中的一种或多种金属元素。

与现有技术相比，本发明提供的一种用于燃料电池的催化剂的有益效果在于：

其具有大量孔结构，具有优良的气体与电子等传导性能，具有较高的石墨化程度和氮含量，其比表面积大、活性位点多且分布均匀、活性高、稳定性强，还具有催化活性高、使用寿命长、综合成本低的优点，可用于质子交换膜燃料电池和直接醇类等类型燃料电池。

本发明还提供了一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将碳源材料、氮源材料、结构导向材料和金属前驱体材料直接充分混合，其中各材料与金属前驱体材料的摩尔比不作限制；

S2、将步骤S1中所得的混合材料在80℃～350℃范围内进行初步热处理，时间为0.5～72小时，使碳源材料、氮源材料、结构导向材料与金属前驱体进一步充分接触和反应，得到催化剂前驱体材料；

S3、将步骤S2所得的催化剂前驱体材料通过球磨或盘磨等方式磨成粉体催化剂前驱体材料，球磨或盘磨转速为50～1000转/分钟，时间为0.1～10小时；

S4、将步骤S3所得的粉体催化剂前驱体材料在惰气或还原性气氛下，以1℃～10℃/分钟升温速率升温至500℃～1500℃范围内进行碳化反应，碳化时间为1～5小时，即可得到催化剂材料；

S5、根据需要，对步骤S4所得的催化剂材料进行后处理。

优选的，步骤S1中所述碳源材料包括但不限于含碳有机物、碳黑(粉)、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

优选的，所述含碳有机物为咪唑有机物、呋喃有机物、酞菁有机物和卟啉有机物等同时含有氮碳两种元素的有机物。

优选的，所述碳源材料为2-甲基咪唑，4-氨基咪唑，酞菁，酞菁铁，酞菁钴与菲啰啉。

优选的，步骤S1中所述氮源材料包括至少一种含氮的化合物，氮源材料可以与所述碳源材料相同，也可以不同，当氮源材料与碳源材料是一种材料时，可以不另外添加氮源材料。

优选的，步骤S1中所述氮源材料为尿素，三聚氰胺，氮化碳和碳酸氢铵。

优选的，步骤S1中所述结构导向剂包括但不限于锌，镁，铝，钙等金属的氧化物或盐，以及SiO₂，MCM-41，MCM-48等分子筛。

优选的，步骤S1中所述金属前驱体材料包括但不限于铂、钌、钯、铱、金、银、铁、钴、镍、铜和(或)锡等金属的盐、氧化物和(或)有机金属化合物中的一种或多种。

优选的，步骤S4中所述碳化反应中包括惰性或者还原性的一种或多种气体，所述惰性或者还原性气氛包括氮气，氩气，氢气，氨气以及含有小分子碳氢化合物的纯气或混合气体。

与现有技术相比，本发明提供的一种用于燃料电池的催化剂的制备方法的有益效果在于：

本制备方法工艺简单，操作可控，且条件温和，绿色环保。合成过程中不使用任何溶剂。各种原料经过固相热反应直接形成前驱体后碳化，原料成本低，利用率高。另外本制备方法合成工艺通用性强，可以制备多种单金属氮碳催化剂，双金属氮碳催化剂以及多金属氮碳催化剂。催化剂原料便宜，规模化生产容易，产品稳定可靠。同时该方法既可以制备非贵金属催化剂，也可以制备贵金属催化剂，通用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例二中实验例一Fe-NC催化剂材料的透射电镜图；

图2是本发明实施例二中实验例一Fe-NC催化剂材料的半电池极化曲线；

图3是本发明实施例二中实验例三Co-NC催化剂材料的透射电镜图；

图4是本发明实施例二中实验例三Co-NC催化剂材料的半电池极化曲线；

图5是本发明实施例二中实验例四Pt-NC催化剂材料的透射电镜图；

图6是本发明实施例二中实验例四Pt-NC催化剂材料的半电池极化曲线；

图7是本发明实施例二中实验例五FeCo-NC催化剂材料的透射电镜图；

图8是本发明实施例二中实验例五FeCo-NC催化剂材料的半电池极化曲线；

图9是本发明实施例二中实验例五采用FeCo-NC催化剂作阴极催化剂的单电池极化曲线及性能对比。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了一种用于燃料电池的催化剂，其为含有一种或多种金属的氮杂化的碳基催化材料，其为M-NC类单金属氮碳催化剂、双金属氮碳催化剂或多金属氮碳催化剂，其中M为金属元素中的一种或多种，M包含但不限于铂、钌、钯、铁、钴、镍、铜、锡、铱、金和银中的一种或多种金属元素。

具体地，其具有大量孔结构，具有优良的气体与电子等传导性能，具有较高的石墨化程度和氮含量，其比表面积大、活性位点多且分布均匀、活性高、稳定性强，还具有催化活性高、使用寿命长、综合成本低的优点，可用于质子交换膜燃料电池和直接醇类等类型燃料电池。

本实施例中优选地为FeCo-NC催化剂，其性能可以与商业化铂碳相媲美，有望替代铂碳成为新一代的催化剂，应用于燃料电池或者金属-氧气(空气)电池。

实施例二

本发明还提供了一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将碳源材料、氮源材料、结构导向材料和金属前驱体材料直接充分混合，其中各材料与金属前驱体材料的摩尔比不作限制；

S2、将步骤S1中所得的混合材料在80℃～350℃范围内进行初步热处理，时间为0.5～72小时，使碳源材料、氮源材料、结构导向材料与金属前驱体进一步充分接触和反应，得到催化剂前驱体材料；

S3、将步骤S2所得的催化剂前驱体材料通过球磨或盘磨等方式磨成粉体催化剂前驱体材料，球磨或盘磨转速为50～1000转/分钟，时间为0.1～10小时；

S4、将步骤S3所得的粉体催化剂前驱体材料在惰气或还原性气氛下，以1℃～10℃/分钟升温速率升温至500℃～1500℃范围内进行碳化反应，碳化时间为1～5小时，即可得到催化剂材料；

S5、根据需要，对步骤S4所得的催化剂材料进行后处理。

其中步骤S1中所述碳源材料包括但不限于含碳有机物、碳黑(粉)、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。具体的，含碳有机物为咪唑有机物、呋喃有机物、酞菁有机物和卟啉有机物等同时含有氮碳两种元素的有机物。更具体的，本实施例中碳源材料优选为2-甲基咪唑，4-氨基咪唑，酞菁，酞菁铁，酞菁钴与菲啰啉。

其中步骤S1中所述氮源材料包括至少一种含氮的化合物，氮源材料可以与所述碳源材料相同，也可以不同，当氮源材料与碳源材料是一种材料时，可以不另外添加氮源材料。具体的，本实施例中步骤S1中所述氮源材料优选为尿素，三聚氰胺，氮化碳和碳酸氢铵。

其中步骤S1中所述结构导向剂包括但不限于锌，镁，铝，钙等金属的氧化物或盐，以及SiO₂，MCM-41，MCM-48等分子筛。具体的，本实施例中结构导向剂优选为锌的氧化物和盐，碳酸钙，或其任意比例的混合物。

其中步骤S1中所述金属前驱体材料包括但不限于铂、钌、钯、铱、金、银、铁、钴、镍、铜和(或)锡等金属的盐、氧化物和(或)有机金属化合物中的一种或多种。进一步的，金属前驱体材料为铂，铁，钴的盐、氧化物和有机金属化合物中的一种或多种，当所述金属前驱体材料与氮源材料或碳源材料相同时，可以不另外加入此种材料。

其中步骤S1所述混合方式包括球磨，盘磨，研磨，搅拌，筛粉等一种或多种混合方式，但过程中不使用除原材料外的分散介质或助剂。在本实施例中，混合方式优选为球磨。当然，该步骤可以省略，也可以不省略。

其中步骤S2所述的初步热处理，本实施例中优选为密闭容器中直接加热，进一步优选为在高压反应釜中加热。

其中，步骤S4中所述碳化反应中包括惰性或者还原性的一种或多种气体，所述惰性或者还原性气氛包括氮气，氩气，氢气，氨气以及含有小分子碳氢化合物的纯气或混合气体。本实施例中所述气体优选为氨气或含有氨气的混合气，碳化升温速率为1℃～10℃/分钟，碳化温度范围500℃～1500℃。

步骤S5所述的后处理包括酸(碱)洗涤，杂元素掺杂。作为可选的，该步骤可以根据结构催化剂材料制备过程和结果来选择是否实施。当原材料中存在无法通过高温除去的、除活性元素外的物质时，应该洗涤进行后处理。

本制备方法工艺简单，操作可控，且条件温和，绿色环保。合成过程中不使用任何溶剂。各种原料经过固相热反应直接形成前驱体后碳化，原料成本低，利用率高。另外本制备方法合成工艺通用性强，可以制备多种单金属氮碳催化剂，双金属氮碳催化剂以及多金属氮碳催化剂。催化剂原料便宜，规模化生产容易，产品稳定可靠。同时该方法既可以制备非贵金属催化剂，也可以制备贵金属催化剂，通用性强。

实验例一

取4毫摩尔草酸亚铁，7.8毫摩尔氧化锌，20.8毫摩尔2-甲基咪唑于球磨罐中，以200转/分钟球磨2小时后将所得粉末转移到高温反应釜中，在220℃下反应24小时后取出得到催化剂前驱体材料。此后将所得催化剂前驱体材料再次以400转/分钟球磨3小时成粉末。将所得催化剂前驱体粉末转移到管式炉中，在氨气气氛下以10℃/分钟升温速率升温至950℃并保持反应3小时，即可得到Fe-NC催化剂材料。如图1所示为所得Fe-NC催化剂材料的透射电镜图，如图2所示为所得Fe-NC催化剂材料的半电池极化曲线。

实验例二

取5毫摩尔酞菁铁，50毫克碳纳米管，8毫摩尔氧化锌，20毫摩尔4-氨基咪唑于球磨罐中，以200转/分钟球磨1小时后将所得粉末转移到高温反应釜中，在230℃下反应24小时后取出。此后将所得催化剂前驱体材料再次以400转/分钟球磨3小时成粉末。然后将所得催化剂前驱体材料转移到管式炉中，在氨气气氛下以2℃/分钟升温速率升温至1000℃并保持反应3小时，即可得到Fe-NC催化剂材料。

实验例三

取10毫摩尔乙酸钴，25毫摩尔硝酸锌，80毫摩尔菲啰啉于高温反应釜中，在230℃烘箱中反应24小时。将所得固体前驱体材料以400转/分钟球磨3小时成粉末。此后将所得催化剂前驱体材料转移到管式炉中，在氩氢混合气(10％氢气)气氛下以10℃/分钟升温速率速率升温至950℃并保持反应3小时，即可得到Co-NC催化剂材料。图3为所得Co-NC催化剂材料的透射电镜图，图4为Co-NC催化剂材料的半电池极化曲线。

实验例四

取1毫摩尔氯铂酸钾，2毫摩尔氧化锌，7毫摩尔2-甲基咪唑于球磨罐中以200转/分钟球磨2小时后将所得粉末转移到高温反应釜中，在230℃下反应24小时后取出。此后将所得固体前驱体前体材料再次在以400转/分钟球磨成粉末。将所得催化剂前驱体转移到管式炉中，在氨气气氛下以2℃/分钟升温速率升温至1000℃并保持反应3小时，此后用稀硫酸洗去多余钾元素，即可得到Pt-NC催化剂材料。图5为所得Pt-NC催化剂材料的透射电镜图，图6为Pt-NC催化剂材料的半电池极化曲线。

实验例五

取2毫摩尔草酸亚铁，2毫摩尔草酸钴，8.4毫摩尔氧化锌，25.6毫摩尔2-甲基咪唑于球磨罐中，以400转/分钟球磨3小时。将所得粉末转移到高温反应釜中，在250℃下反应24小时后取出。此后将所得固体再次在以400转/分钟球磨3小时成粉末。将所得催化剂前驱体转移到管式炉中，在氨气气氛下以2℃/分钟升温速率升温至1100℃并保持反应3小时，即可得到FeCo-NC催化剂材料。图7为所得FeCo-NC催化剂材料的透射电镜图，图8为FeCo-NC催化剂材料的半电池极化曲线，图9为采用FeCo-NC催化剂作阴极催化剂的单电池极化曲线及性能对比，由图可知，FeCo-NC催化剂的性能可以与商业化铂碳相媲美，有望替代铂碳成为新一代的催化剂，应用于燃料电池或者金属-氧气(空气)电池。

实验例六

取3毫摩尔氯铂酸，0.5毫摩尔草酸钴，0.5毫摩尔硝酸铜，8毫摩尔氧化锌，22毫摩尔2-甲基咪唑于球磨罐中以400转/分钟球磨4小时。将所得粉末转移到高温反应釜中，在230℃下反应24小时后取出。此后将所得固体催化剂前驱体材料再次以400转/分钟球磨3小时。将所得催化剂前驱体转移到管式炉中，在氨气气氛下以2℃/分钟升温速率升温至1000℃反应3小时，即可得到PtCoCu-NC催化剂材料。

实验例七：半电池测试

按照本发明所公开的步骤制备的催化剂样品及对比样品碳载铂催化剂(铂含量40％)通过以下步骤进行半电池测试：称取样品，超声分散于2毫升乙醇中，并加入100微升Nafion溶液(5％)，制备催化剂浆液；取10微升催化剂浆液置于玻璃碳电极上，形成催化剂薄层。其中，样品薄层中催化剂载量标准为：非贵金属样品量500微克/平方厘米，铂为40微克/平方厘米。在三口电解池中进行线性扫描(自高电位至低电位)，电解质为1摩尔每升的氢氧化钾水溶液，参比电极为甘汞电极，对电极为铂片。电位扫描速率为10毫伏每秒，测试温度为室温。

实验例八：单电池测试

将上述样品包括对比样品碳载铂催化剂分别制成催化剂浆料，直接喷涂到固态电解质膜上，制备阴极催化层，催化剂用量为2毫克/平方厘米；制备浆料的溶剂为异丙醇，其中催化剂与Nafion的固体质量比例为2。所制备的膜电极阳极侧催化层为碳载铂催化剂，其中碳载铂的用量为0.25毫克铂/平方厘米；电解质膜为Dupont211膜。测试条件为：测试面积6.25平方厘米，氢气流速为200毫升/分钟，氧气流速为250毫升/分钟，两种气体均未增湿。膜电极在60度恒电位(0.6V)活化12小时进行测试。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂为含有一种或多种金属的氮杂化的碳基催化材料，其经过固相热反应直接形成前驱体后再碳化所制得，其为M-NC类单金属氮碳催化剂、双金属氮碳催化剂或多金属氮碳催化剂，其中M为金属元素中的一种或多种，M包含但不限于铂、钌、钯、铁、钴、镍、铜、锡、铱、金和银中的一种或多种金属元素，包括以下步骤：

S1、不使用任何溶剂，将碳源材料、氮源材料、结构导向材料和金属前驱体材料直接充分混合，其中各材料与金属前驱体材料的摩尔比不作限制；

S2、将步骤S1中所得的混合材料加入到高压反应釜中加热并在80 ℃~350 ℃范围内进行固相化学反应的初步热处理，时间为0.5~72小时，使碳源材料、氮源材料、结构导向材料与金属前驱体进一步充分接触和反应，得到催化剂前驱体材料；

S3、将步骤S2所得的催化剂前驱体材料通过球磨或盘磨方式磨成粉体催化剂前驱体材料，球磨或盘磨转速为50~1000 转/分钟，时间为0.1~10小时；

S4、将步骤S3所得的粉体催化剂前驱体材料在惰气或还原性气氛下，以1 ℃~10 ℃/分钟升温速率升温至500 ℃～1500 ℃范围内进行碳化反应，碳化时间为1~5小时，即可得到催化剂材料；

S5、根据需要，对步骤S4所得的催化剂材料进行后处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述碳源材料包括含碳有机物，其次添加碳黑、碳粉、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，其特征在于，所述含碳有机物为咪唑有机物、呋喃有机物、酞菁有机物或卟啉有机物同时含有氮碳两种元素的有机物。

4.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，其特征在于，所述含碳有机物为2-甲基咪唑，4-氨基咪唑，酞菁，酞菁铁，酞菁钴或菲啰啉。

5.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述氮源材料包括至少一种含氮的化合物，氮源材料可以与所述碳源材料相同，也可以不同，当氮源材料与碳源材料是一种材料时，步骤S1中所述氮源材料为尿素，三聚氰胺，氮化碳或碳酸氢铵。

6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述结构导向材料包括锌，镁，铝或钙金属的氧化物或盐。

7.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述金属前驱体材料包括铂、钌、钯、铱、金、银、铁、钴、镍、铜和/或锡金属的盐、氧化物和/或有机金属化合物中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述碳化反应中包括惰性或者还原性的一种或多种气体，所述惰性或者还原性气氛包括氮气，氩气，氢气或氨气以及含有小分子碳氢化合物的纯气或混合气体。

Images