钴（II）‑核黄素磷酸根配合物电催化剂制备方法及其在燃料电池中的应用与流程

本发明涉及化学领域，具体涉及一种钴(II)-核黄素磷酸根配合物电催化剂的制备方法及应用。

背景技术：

燃料电池正极催化剂活性和成本限制了现在燃料电池的发展。常用商业催化剂为铂基催化剂、银基催化剂等贵金属材料，它们拥有良好的氧还原催化活性，但是过高的成本限制了他们的扩大化应用以及在大型燃料电池中的普及，难以商业化；碳材料电导率高且成本低，但是对应的氧还原催化活性低。

为了满足社会对大电流大功率的低成本电池的需求，开发高效廉价的氧还原催化剂是非常必要的。在探索新型高性能燃料电池正极催化剂的过程中，金属配合物由于其高共轭结构和化学稳定性，使之成为最有希望替代贵金属基催化剂的材料。但是金属配合物的电催化氧还原性能还有待进一步提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种钴(II)-核黄素磷酸根配合物电催化剂的制备方法，该配合物催化剂具有高氧还原催化活性，容易实现大规模制备，有望获得商业应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钴(II)-核黄素磷酸根配合物电催化剂的制备方法，它包括以下步骤：

(1)分别配置醋酸钴和核黄素磷酸钠的水溶液；

(2)将步骤(1)所得两种水溶液混合，搅拌隔夜；

(3)将步骤(2)所得产物离心烘干。

步骤(1)中将醋酸钴和等摩尔量的核黄素磷酸钠分别溶解在20mL双蒸水中，浓度均为0.05mol/L。

步骤(2)中2种水溶液混合后，搅拌速度为500rpm，反应时间为10小时。

步骤(3)中离心转速为9000rpm，离心后水洗3遍，60℃真空干燥。

以上制备方法获得的钴(II)-核黄素磷酸根配合物电催化剂在燃料电池中的应用。

与现有技术相比，本发明所述制得的钴(II)-核黄素磷酸根配合物具有以下优点：

(1)制备方法仅需要搅拌，十分简单，原料成本低，容易实现大规模制备，有望获得商业应用。

(2)该配合物催化剂具有高氧还原催化活性。

附图说明

图1是实施例1所制得的钴(II)-核黄素磷酸根配合物的扫描电镜图。

图2是实施例1所制得的钴(II)-核黄素磷酸根配合物的循环伏安曲线。

图3是实施例1所制得的钴(II)-核黄素磷酸根配合物的线性扫描曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明，但并不因此而限制本发明的内容。

实施例1：

一种钴(II)-核黄素磷酸根配合物电催化剂的制备方法，它包括以下步骤：

(1)分别配置醋酸钴和核黄素磷酸钠的水溶液；步骤(1)中将醋酸钴和等摩尔量的核黄素磷酸钠分别溶解在20mL双蒸水中，浓度均为0.05mol/L。

(2)将步骤(1)所得两种水溶液混合，搅拌隔夜；步骤(2)中两种水溶液混合后，搅拌速度为500rpm，反应时间为10小时。

(3)将步骤(2)所得产物离心烘干。步骤(3)中离心转速为9000rpm，离心后水洗3遍，60℃真空干燥。

本实施例的一种钴(II)-核黄素磷酸根配合物电催化剂的制备方法所制得的钴(II)-核黄素磷酸根配合物为一种块体状粉末材料，如图1所示。

本发明使用的催化剂性能的测试方法如下：

称取5mg本实施例制备的催化剂，加入1mLNafion溶液(Nafion质量分数为0.05％,溶剂水与异丙醇的体积比为8:2)，超声分散后得到5mg/mL的混合液。使用1-10μL移液枪取5～15μL混合液滴于直径为5mm的玻碳电极表面，在室温下晾干后作为工作电极。在三电极体系中(参比电极：饱和甘汞SCE电极，对电极：直径为1mm的螺旋铂丝，电解液：0.1mol/LKOH水溶液)进行氧还原催化性能测试，旋转电极购自PINE公司。

图2为钴(II)-核黄素磷酸根配合物的循环伏安曲线。工作电极旋转速度为1600rpm，扫速为50mV/s。

图3为钴(II)-核黄素磷酸根配合物的线性扫描曲线。工作电极旋转速度为1600rpm，扫速为5mV/s。从该图中可以读出，钴(II)-核黄素磷酸根配合物的氧还原起始电位为-1mV，十分接近贵金属催化剂铂碳的0V，具备良好的氧还原催化能力。

在本发明的所有附图中，所有的电位值均已换算为相对于标准氢电极(NHE)的电位。