一种可控边缘活性位点的Fe-N-C催化材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可控边缘活性位点的Fe‑N‑C催化材料的制备方法。本发明专利技术采用原位嵌入分子聚集体和随后高温热解的方法，在保持原有MOF形貌的前提下，旨在通过改变小分子的用量，来调控骨架孔道结构和C‑N键断裂程度，并首次实现边缘活性位点数目和单原子周围化学环境的调控，从而获得更优异的电化学性能。本发明专利技术采用合适的小分子用量，得到比表面积为1392.91m

【技术实现步骤摘要】
一种可控边缘活性位点的Fe-N-C催化材料的制备方法
本专利技术属于纳米材料制备
，特别涉及一种可控边缘活性位点的Fe-N-C材料，可以应用于电催化氧还原反应。
技术介绍
燃料电池的开发利用是解决能源危机和缓解环境污染的重要途径。然而，作为燃料电池必不可少的阴极反应，氧还原反应(ORR)仍然需要价格高昂且储存有限的Pt基材料作为催化剂，这极大地限制了燃料电池的商业化应用。因此，价格低廉且储量丰富的非贵金属催化剂M-N-C材料，由于其在ORR中表现出良好的催化活性，引起广泛的关注。其中，具有原子级分散的M-N-C活性位点以其独特的电子结构和高效的O2吸附还原效率，表现出非常优异的催化性能，进而成为研究的热点材料。然而，目前原子级分散的M-N-C催化剂的制备难以实现活性位点的精确调控，不利于活性位点的暴露和宏观结构的调节。因此，制备高效、稳定的M-N-C材料，不仅需要提升催化活性位的分散性，将原子利用率最大化，而且需要尽可能暴露更多的催化活性位。最近，有文献报道，由MOF热解后可获得良好的三维碳骨架，其内部含有丰富的小孔结构，有望提高活性位点的密度，提高电荷传输密度。然而，若将单金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控边缘活性位点的Fe‑N‑C催化材料，其特征在于，其为具有可调的多级孔道结构和原子级分散的FeN4边缘活性位点的碳骨架材料。

【技术特征摘要】
1.一种可控边缘活性位点的Fe-N-C催化材料，其特征在于，其为具有可调的多级孔道结构和原子级分散的FeN4边缘活性位点的碳骨架材料。2.一种可控边缘活性位点的Fe-N-C催化材料的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：a.将有机配体和有机小分子分散在溶剂中，然后加入金属离子溶液，离心洗涤，得到的沉淀真空干燥；b.将步骤a得到的沉淀进行高温热解；c.将步骤b的产物进行酸处理，洗涤，真空干燥即得可控边缘活性位点的Fe-N-C催化材料。3.根据权利要求2所述的可控边缘活性位点的Fe-N-C催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的具体反应条件为：将12-40mmol有机配体和0.1-100mg有机小分子分散在20-80mL甲醇中，快速加入20-80mL3-9M的金属离子溶液，室温下搅拌1-36h后用甲醇洗涤离心，得到的沉淀放于真空干燥箱中烘干。4.根据权利要求3所述的可控边缘活性位点的Fe-N-C...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪乐余，姜瑞，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11