碳氮基铁材料的锌空气电池催化剂制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳氮基铁材料的锌空气电池催化剂制备方法，包括：合成聚吡咯‑铁配合物；合成双金属沸石咪唑框架纳米晶体；合成双金属沸石咪唑框架与碳氮基铁材料构架结合形成的复合材料；将作为催化剂的复合材料、乙炔黑溶解于含乙醇和Nafion的溶液中，超声处理得到均匀分散的浆料，将浆料均匀涂于聚四氟乙烯处理的碳纤维纸上作为锌空气电池的正极。本发明专利技术所提出的催化剂具备优异的优越的ORR性能和出色的OER催化活性，超越了商业Pt/C催化剂性能，而且比现有技术中的双功能催化剂都要性能优异。

【技术实现步骤摘要】
碳氮基铁材料的锌空气电池催化剂制备方法
本专利技术涉及电化学
，特别涉及一种碳氮基铁材料的锌空气电池催化剂制备方法。
技术介绍
电池是一种能将化学能和电能相互转换并存储的装置。锌空气电池，以空气中的氧或纯氧作为正极活性材料，以金属锌为负极，采用碱性电解液作为电解质，构成电池内部的氧化还原环境，通过电解液中的OH-在电极间迁移形成电池内部闭合回路，完成电池充电/放电过程，是一种极为清洁的新型储能装置。电化学可充的锌空气电池能量密度高、来源广泛、安全性好且成本低廉，是电能高效转换和储存的重要技术方向。在锌空气电池中，由于参与正极电化学反应的活性物质是空气中的氧气，无需专门的储罐系统，在氧气数量充足的条件下，电池容量的大小仅仅取决于锌负极，安全性好、比能量高、成本低廉，且绿色环保等复合可持续发展的基本要求。电池技术发展至今，在着重开发的包括锌、铝、镁等金属负极材料中，只有金属锌在碱性水溶液环境中表现出良好的耐腐蚀性和较为理想的电化学反应动力学特性。总而言之，锌空气电池的开发具有经济、环保等多方面意义。在锌空气电池体系中，催化剂是电池关键的组成部分之一，其催化活性的好坏直接关系到锌空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳氮基铁材料的锌空气电池催化剂制备方法，其特征在于，包括：步骤1，合成聚吡咯‑铁(PPy‑Fe)配合物；步骤2，合成双金属沸石咪唑框架(BMZIF)纳米晶体；步骤3，利用所述聚吡咯‑铁(PPy‑Fe)配合物及所述双金属沸石咪唑框架(BMZIF)纳米晶体合成双金属沸石咪唑框架(BMZIF)与碳氮基铁材料(Fe/N/C)构架结合形成的复合材料(Fe/N/C@BMZIF)；步骤4，将作为催化剂的Fe/N/C@BMZIF复合材料、乙炔黑溶解于乙醇和Nafion的溶液中，超声处理得到均匀分散的浆料，将浆料均匀涂于聚四氟乙烯处理的碳纤维纸上作为锌空气电池的正极。

【技术特征摘要】
1.一种碳氮基铁材料的锌空气电池催化剂制备方法，其特征在于，包括：步骤1，合成聚吡咯-铁(PPy-Fe)配合物；步骤2，合成双金属沸石咪唑框架(BMZIF)纳米晶体；步骤3，利用所述聚吡咯-铁(PPy-Fe)配合物及所述双金属沸石咪唑框架(BMZIF)纳米晶体合成双金属沸石咪唑框架(BMZIF)与碳氮基铁材料(Fe/N/C)构架结合形成的复合材料(Fe/N/C@BMZIF)；步骤4，将作为催化剂的Fe/N/C@BMZIF复合材料、乙炔黑溶解于乙醇和Nafion的溶液中，超声处理得到均匀分散的浆料，将浆料均匀涂于聚四氟乙烯处理的碳纤维纸上作为锌空气电池的正极。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，合成聚吡咯-铁(PPy-Fe)配合物具体包括，将吡咯分散于去离子水中，加入氯化亚铁，随后逐滴加入过量的过氧化氢，反应持续直至溶液变成透明的澄清黄色；将所述溶液置于真空干燥箱中干燥，得到备用的聚吡咯-铁配合物。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，合成双金属沸石咪唑框架(BMZIF)纳米晶体具体包括，将硝酸锌和硝酸钴混合物、2-甲基咪唑分别溶于甲醇中搅拌0.5小时；将两种溶液混合并均匀搅拌20小时，用离心机对混合物进行分离，置于真空烘箱中干燥24小时，接着在氩气的保护下将分离及干燥处理后的混合物于900摄氏度下碳化2小时，冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈端云，晏成林，李清湘，钱涛，肖义亮，王孟凡，伏志宏，钟勇，周少强，江皇义，
申请(专利权)人：深圳市中金岭南科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44