一种卟啉金属有机框架衍生分级孔氮掺杂碳基钴单原子电催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于电催化剂和电化学储能技术领域，涉及一种卟啉金属有机框架衍生分级孔氮掺杂碳基钴单原子电催化剂及其制备方法，包括，基于钴盐、卟啉类配体和聚乙烯吡咯烷酮采用溶剂热法合成二维结构卟啉基MOF，并通过浸泡在其孔道内吸附富氮功能客体形成富氮客体/卟啉基MOF复合物，烘干后，在惰性气体下高温碳化，最后采用氢氟酸稀溶液刻蚀金属纳米颗粒，制得含Co

【技术实现步骤摘要】
一种卟啉金属有机框架衍生分级孔氮掺杂碳基钴单原子电催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于电催化剂和电化学储能
，涉及一种卟啉金属有机框架衍生分级孔氮掺杂碳基钴单原子电催化剂及其制备方法，具体为一种卟啉金属有机框架(porphyrin
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MOF)衍生分级多孔高金属载量氮掺杂碳基钴单原子电催化剂的制备方法及其在电催化氧还原反应(ORR)和锌空气电池阴极应用研究。

技术介绍

[0002]化石燃料的过度消费引发的环境和能源危机已成为人类面临的全球性问题，严重影响我国社会和经济的健康平稳发展。加快清洁可持续能源发展，推动能源结构转型实现对传统化石能源的逐步取代对降低碳排放总量和缓解能源压力具有重要意义。金属空气电池作为一类新型绿色二次电池是可持续能源转换系统中最具发展前景的技术之一。但空气阴极表面氧还原反应(ORR)缓慢的动力学制约能量转换效率的提升。金属
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氮
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碳(M
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C)单原子催化剂(SACs)在催化ORR展现出高的应用前景，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卟啉金属有机框架衍生分级孔氮掺杂碳基钴单原子电催化剂的制备方法，其特征在于：包括，基于钴盐、卟啉类配体和聚乙烯吡咯烷酮采用溶剂热法合成二维结构卟啉基MOF，并通过浸泡在其孔道内吸附富氮功能客体形成富氮客体/卟啉基MOF复合物，烘干后，在惰性气体下高温碳化，最后采用氢氟酸稀溶液刻蚀金属纳米颗粒，制得含Co
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N4C单原子活性中心的氮掺杂碳基钴单原子电催化剂，电催化剂中Co单原子含量6wt％以上。2.根据权利要求1所述的卟啉金属有机框架衍生分级孔氮掺杂碳基钴单原子电催化剂的制备方法，其特征在于：卟啉基MOF的制备包括：将钴盐、卟啉类配体和聚乙烯吡咯烷酮加入到三氯甲烷和甲醇的混合溶液中PVP浓度为0.1～2.0mg/mL；溶液在超声充分溶解后，转移到高温耐压瓶反应器中，密封，在60～150℃下反应6～48h；冷却，离心分离，甲醇、三氯甲烷和乙醇分别清洗多次后真空干燥得到卟啉基MOF，真空干燥，得到卟啉基MOF。3.根据权利要求2所述的卟啉金属有机框架衍生分级孔氮掺杂碳基钴单原子电催化剂的制备方法，其特征在于：钴盐为钴的硝酸盐或者醋酸盐中的一种，浓度为0.05～1.0mg/mL；卟啉类配体为5,10,15,20
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四(4
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氨基苯基)卟啉、5,10,15,20
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四(4
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吡啶基)卟啉、5,10,15
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三(4
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氨基苯基)咔咯和5,10,15
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三(4
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吡啶基)咔咯中的一种，浓度为0.05～1.0mg/mL。4.根据权利要求2所述的卟啉金属有机框架衍生分级孔氮掺杂碳基钴单原子电催化剂的制备方法，其特征在于：钴盐为Co...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣坚，陈望一，郑旭东，张雨哲，李忠玉，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：