一种微孔化铁-氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法技术

本发明专利技术属于能源转换与储存材料技术领域，提供了一种微孔化铁‑氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法。具体为一种液相原位可循环制备铁离子吸附的含氮聚合物前驱体方法，其中含氮聚合物产率高达98％以上，固‑液分离得到的Fe

【技术实现步骤摘要】
一种微孔化铁-氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法
本专利技术属于能源转换与储存材料
，具体涉及一种微孔化铁-氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法。
技术介绍
随着化石能源的日益消耗，全球能源危机以及环境恶化问题不断升级。中国作为世界上最大的发展中国家，由于改革开放以来的经济快速发展，带来的严重的水、土、空气等环境污染问题。来自能源和环境的双重压力驱使人们不断寻求新型绿色能源以及高效的能量存储和转化技术。在众多能量储存和转换类型中，电化学能源如金属-空气电池、燃料电池等因其具有环境友好、安全性高，能量密度大等优点，已被公认为最具发展潜力的能源转化与存储方式。目前，对于可充放金属-空电池和燃料电池而言，共同的研究热点在于开发高效、稳定的催化剂来解决氧气在氧还原反应过程中缓慢的动力学问题，进而提高电池的能量转换效率、减少损耗。然而高效的氧还原催化剂主要来自于Pt基金属，由于其储量稀少、价格昂贵，如果大量应用于商业化生产，必将大大增加电池生产的成本。因此，目前商业化的Pt基催化剂都是将其制备成纳米材料并负载于高比表面积的碳基材料上，虽然可以在一定程度上减少Pt基金属的用量，进而降低生产成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微孔化铁‑氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(a)将可溶性的三价铁源化合物溶于水中形成溶液，在搅拌条件下迅速倒入一定量的含氮聚合物单体，搅拌条件下，氧化聚合一段时间后进行固液分离，收集滤液和湿润固体，无需洗涤和干燥过程；(b)将步骤a得到的湿润固体与一定量的熔盐充分混合、干燥得到熔盐外包型前驱体；(c)将步骤b得到的熔盐外包型前驱体放入管式炉中，在惰性气体气氛下进行高温碳化处理得到碳化产物；(d)将步骤c得到的碳化产物进行粉碎、酸洗、水洗、干燥处理，得到微孔化铁‑氮掺杂碳材料(e)将步骤a固液分离得到的滤液与双氧水搅拌混合得到三价铁源溶液，然后重复(a)至(...

【技术特征摘要】
1.一种微孔化铁-氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(a)将可溶性的三价铁源化合物溶于水中形成溶液，在搅拌条件下迅速倒入一定量的含氮聚合物单体，搅拌条件下，氧化聚合一段时间后进行固液分离，收集滤液和湿润固体，无需洗涤和干燥过程；(b)将步骤a得到的湿润固体与一定量的熔盐充分混合、干燥得到熔盐外包型前驱体；(c)将步骤b得到的熔盐外包型前驱体放入管式炉中，在惰性气体气氛下进行高温碳化处理得到碳化产物；(d)将步骤c得到的碳化产物进行粉碎、酸洗、水洗、干燥处理，得到微孔化铁-氮掺杂碳材料(e)将步骤a固液分离得到的滤液与双氧水搅拌混合得到三价铁源溶液，然后重复(a)至(d)过程得到二次铁-氮掺杂碳材料，以此类推，可循环制备不同批次的铁-氮掺杂碳材料。2.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于：步骤(a)中，所述的可溶性三价铁源化合物为氯化铁、硝酸铁或者其水合物中的一种或多种的混合物；所述的含氮聚合物单体为吡咯、苯胺、.苯二胺或者其衍生物中的一种、或者多种的混合物；含氮聚合物单体浓度控制在0.2～1mol/L之间，三价铁源浓度控制在聚合物单体浓度的2～2.5倍；所述的氧化聚合过程是在0～50℃范围内磁力或机械搅拌1～5小时，所述的固液分离通过抽滤或低速离心完成。3.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于：步骤(b)中，所述的熔盐为锂、钠、钾、镁、钙、铝、锌的氯化物或者其水合物中的一种或者两种混合物；熔盐与湿润固体之间的质量比控制在5:1～15:1之间；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨石榴，薛晓熠，李华明，袁寿其，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32