铁锡合金负载的硫氮共掺杂碳电催化剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铁锡合金负载的硫氮共掺杂碳电催化剂及制备方法，属于电池阴极氧还原催化剂的制备领域。本发明专利技术采用掺杂Sn(OH)x的5，10，15，20‑四（氨基）苯基卟啉与2，6‑二甲醛吡啶在60℃氮气保护下，冰醋酸（分析纯）作催化剂，无水FeCl3作为金属源,合成了由Sn‑Fe负载的共价有机聚合物，经高温热解后，制得FeSn2合金负载的碳材料。这种新型双壳结构的铁锡合金负载碳基电催化剂，具有二维多孔结构，采用金属铁促进P区非金属锡催化策略，金属氧化物中间层为体系中电荷的传递和转移提供了良好的通道，加速了传质过程的进行，从而为开辟P区非贵金属氧还原电催化剂提供了新的思路，制备过程简单易行,易于实现规模化工业应用。

Sulfur-Nitrogen Co-Doped Carbon Electrocatalysts Supported on Iron-Tin Alloys and Their Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
铁锡合金负载的硫氮共掺杂碳电催化剂及制备方法
本专利技术涉及电池阴极氧还原催化剂
，具体地说是共价卟啉基骨架衍生的具有双壳结构的铁锡合金纳米粒子负载硫氮共掺杂碳电催化材料即铁锡合金负载的硫氮共掺杂碳电催化剂及制备方法。
技术介绍
为了高效解决经济发展与能源短缺及环境污染之间日益加剧的矛盾，发展清洁、高效、可再生能源储存和转换技术(例如质子交换膜燃料电池，锌空电池)已成为十分紧迫的任务。由于电池阴极氧还原反应速率缓慢，限制了燃料电池的功率输出，阻碍了这类电池的大规模商业应用。因此，寻求增强氧还原反应速率的阴极电催化剂，提高化学能向电能的高效转化已成为研究的焦点。通常，大量的Pt基电催化剂因为具有较低的过电势备受欢迎，然而Pt贵金属资源稀缺、价格高昂，易中毒，使得燃料电池商业化受到巨大阻碍。发展新型氧还原非贵金属或非贵金属氧化物电催化剂(尤其是无毒、低成本的P区金属)以完全取代Pt基催化材料成为了近年来的研究热点。目前，锡基氧还原电催化剂由于具有很高的电子迁移率，优良的导电性，长期化学稳定性和环境友好的特性，广泛被认为是一种很有前景的电极材料。如Pt-Sn，Au-Sn，Pd-Sn合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁锡合金负载的硫氮共掺杂碳电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：制备5，10，15，20‑四（硝基）苯基卟啉将对硝基苯甲醛和吡咯按1∶2～4摩尔比混合，加入100～150体积比煮沸的分析纯丙酸中，在130℃的温度下回流1h，反应结束后滤出的产物用去离子水充分洗涤，并真空干燥；之后用吡啶回流洗涤，冷却过夜，抽滤后分析纯丙酮洗涤至滤液无色，真空干燥后制得5，10，15，20‑四（硝基）苯基卟啉；步骤2：制备掺杂Sn(OH)x的5，10，15，20‑四（氨基）苯基卟啉在氮气保护下，取上述制得的5，10，15，20‑四（氨基）苯基卟啉和SnCl2·2H2O 按摩尔比1...

【技术特征摘要】
1.一种铁锡合金负载的硫氮共掺杂碳电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：制备5，10，15，20-四（硝基）苯基卟啉将对硝基苯甲醛和吡咯按1∶2～4摩尔比混合，加入100～150体积比煮沸的分析纯丙酸中，在130℃的温度下回流1h，反应结束后滤出的产物用去离子水充分洗涤，并真空干燥；之后用吡啶回流洗涤，冷却过夜，抽滤后分析纯丙酮洗涤至滤液无色，真空干燥后制得5，10，15，20-四（硝基）苯基卟啉；步骤2：制备掺杂Sn(OH)x的5，10，15，20-四（氨基）苯基卟啉在氮气保护下，取上述制得的5，10，15，20-四（氨基）苯基卟啉和SnCl2·2H2O按摩尔比1∶8～10混合，用浓HCl溶解，室温条件下搅拌2.5h，升温至70℃，反应30min,反应结束后冰水浴冷却，倒入5～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔爱国，张笑颖，乔雨，李瑞婧，刘佳新，刘璐瑶，邢力丹，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31