含活性官能团MXene负载酞氰铁催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种含活性官能团MXene负载酞氰铁催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂表达为Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;/FePc，是酞氰铁负载在Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;上，T选自Br和Cl中的至少一种，x为1‑2；酞氰铁负载量以Fe占整个催化剂质量计为2.46‑10.20wt%。本发明专利技术制备得到的含活性官能团MXene负载酞氰铁催化剂表现出远超普通FePc的催化性能，在氧还原反应（ORR）中展现出卓越的催化性能。凭借其在ORR中的高效催化性能和在锌空电池及燃料电池中的高功率密度，有望在这些领域中发挥重要作用，尤其是在燃料电池和金属空气电池等高性能能量转换和存储设备中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合催化剂领域，具体涉及一种含活性官能团mxene负载酞氰铁催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锌空电池和碱性氢氧燃料电池是当前电化学储能和能源转换领域的两大研究热点。锌空电池以其高能量密度、环保特性和低成本优势在可持续能源解决方案中占有重要地位。它们的工作原理基于锌在阳极的氧化反应和氧气在阴极的还原反应，理论能量密度可达1086 wh/kg，远超许多传统电池类型。另一方面，碱性氢氧燃料电池作为一种高效的清洁能源转换设备，以其高能量转换效率和低排放特性备受关注。这种电池类型通过在阳极氧化氢气并在阴极还原氧气来产生电力，是实现低碳能源系统的关键技术之一。然而，这两种电池系统都面临着提高氧还原反应（orr）效率的挑战。orr在电池的阴极上发生，是影响整体性能的关键因素。由于orr的动力学限制，这些电池系统常常遭遇循环稳定性差和放电效率低等问题。

2、酞氰铁（fepc）作为一种结构较为简单的有机金属配合物，在催化领域尤其是在氧还原反应（orr）中展现出卓越的性能，这主要归功于其核心的fen4中心结构。在这个结构中，中心的铁离子被四本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含活性官能团MXene负载酞氰铁催化剂，其特征在于，表达为Ti3C2Tx/FePc，是酞氰铁负载在Ti3C2Tx上，T选自Br、Cl中的至少一种，x为1-2；酞氰铁负载量以Fe占整个催化剂质量计为2.46-10.20wt%。

2.根据权利要求1所述的含活性官能团MXene负载酞氰铁催化剂，其特征在于，酞氰铁负载量以Fe占整个催化剂质量计为3-7wt%。

3.根据权利要求1所述的含活性官能团MXene负载酞氰铁催化剂，其特征在于，酞氰铁负载量以Fe占整个催化剂质量计为4-6wt%。

4.根据权利要求1所述的含活性官能团MXene负载酞氰铁催化剂，...

【技术特征摘要】

1.一种含活性官能团mxene负载酞氰铁催化剂，其特征在于，表达为ti3c2tx/fepc，是酞氰铁负载在ti3c2tx上，t选自br、cl中的至少一种，x为1-2；酞氰铁负载量以fe占整个催化剂质量计为2.46-10.20wt%。

2.根据权利要求1所述的含活性官能团mxene负载酞氰铁催化剂，其特征在于，酞氰铁负载量以fe占整个催化剂质量计为3-7wt%。

3.根据权利要求1所述的含活性官能团mxene负载酞氰铁催化剂，其特征在于，酞氰铁负载量以fe占整个催化剂质量计为4-6wt%。

4.根据权利要求1所述的含活性官能团mxene负载酞氰铁催化剂，其特征在于，催化剂为多层手风琴状，fepc分子负载在mxene表面，尺寸在5-30μm。

5.权利要求1-4任一项含活性官能团mxene负载酞氰铁催化剂的制备方法，包括以下步骤：将含活性官能团mxene，表达为ti3c2tx，和酞氰铁分别分散有机溶剂中，将酞氰铁分散液加入到ti3c2tx分散液中，混合均匀，经过后处理得到含活性官能团mxene负载酞氰铁催化剂。

6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙根班，张树人，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：