一种高效碳基电催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种高效碳基电催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术所述的高效碳基电催化剂通过熔盐法制备得来，具体为碳糖、氮源、金属盐、氯化盐和水按照一定比例加热溶解后蒸发水分、在惰性气体保护下煅烧得到高温固体，并将其用去离子水充分洗净制得。所述的高效碳基电催化剂具有氧析出和氧还原反应双功能，且表现出高的电催化活性、优越的稳定性、良好的抗酸碱腐蚀性，且比表面积大以及具有优异的导电性。本发明专利技术的制备方法工艺简单、设备投入少、成本低，适合规模化生产；在所述制备过程中也无有毒有害的有机物与无机物的参与，也未生成有毒有害的物质，绿色环保，并有利于所述高效碳基电催化剂在锌‑空气电池及其他电池中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高效碳基电催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于能源环境与纳米材料
，具体涉及一种高效碳基电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
化石燃料的滥用会引发能源资源短缺以及环境污染，为了人类长久发展，也就迫切需要开发和利用绿色可持续能源。与铅电池和锂电池相比，可充电锌-空气电池具有重量更轻，理论比能密度(1084Whkg-1)更高的特点，但锌-空气电池作为电池中重要的一种形式，其性能依赖于阴极的氧还原（ORR）和氧析出反应（OER）的活性和稳定性。铂族金属(PGM)催化剂是目前最有效的催化剂，但其成本高、稀缺性和长期稳定性差均严重阻碍了它们大规模商业的应用。因此，开发具有耐久性和高活性的低成本以及地球资源丰富的替代品至关重要。M(过渡金属)-N-C结构模型自被提出，便受到了广泛的关注。过渡金属催化物因兼具电化学活性、廉价和来源丰富等优点，且过渡金属氧化物在碱性溶液中良好的催化活性和稳定，成为科研工作者关注的热点。其中，铁化合物制得的Fe-N-C催化剂因其具有超长的稳定性和优异的催化活性，被认为是最具发展前景的铂族金属催化剂的替代品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效碳基电催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n（1）分别称量碳糖、氮源、金属盐、氯化盐加入到水中加热溶解，得到澄清溶液；/n（2）将所述澄清溶液继续加热至水分全部挥发，得到混合物固体；/n（3）在惰性气体的保护下，将所述混合物固体分两次逐步升温进行煅烧并保温，得到高温固体；/n（4）将所述高温固体用去离子水充分洗净，得到所述高效碳基电催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效碳基电催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）分别称量碳糖、氮源、金属盐、氯化盐加入到水中加热溶解，得到澄清溶液；
（2）将所述澄清溶液继续加热至水分全部挥发，得到混合物固体；
（3）在惰性气体的保护下，将所述混合物固体分两次逐步升温进行煅烧并保温，得到高温固体；
（4）将所述高温固体用去离子水充分洗净，得到所述高效碳基电催化剂。


2.根据权利要求1所述高效碳基电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中碳糖、氮源、金属盐、氯化盐和水的质量体积比为10-100:10-100：1:100-500：103-104。


3.根据权利要求1所述高效碳基电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中碳糖为葡萄糖和蔗糖中的一种或两者混合物。


4.根据权利要求1所述高效碳基电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中金属盐的金属离子为Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Ni2+、Mn2+、Cu2+、Zn...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗玲博，张文君，陈新，吴伟翠，赵健，王磊，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37