【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铠甲催化剂，尤其涉及一种具有快速制备的铠甲催化剂及其在电解水制氢和金属-空气电池中的应用，将该铠甲催化剂应用于电解水制氢和金属-空气电池等新能源领域中的氢析出、氧析出和氧还原等多种催化反应。
技术介绍
1、铠甲催化剂相对于常规的催化剂材料，其结构特点是催化剂外层有一层碳保护层，可以对催化剂材料具有一定的保护作用，因此是一类非常理想的催化剂材料，其具有良好的化学和电化学稳定性、优异的催化活性、耐腐蚀和高电导率的特点，在诸多催化反应中具有广泛应用前景。在电解水制氢领域，需要阴极的电催化氢析出反应催化剂和阳极的电催化氧析出反应催化剂，而且两者均需具有优异的电催化活性和稳定性，尤其是工业应用中对稳定性的要求更高。在金属-空气电池中，要求催化剂具有双功能特性，即同时具有优异的电催化氧析出和氧还原性能。此外，在电催化应用中要求催化剂具有高的电导率，从而实现电荷的快速迁移，减少界面极化和过电势。而铠甲催化剂表面碳层的存在在增加导电性的同时，能够对催化剂进行较好的保护，实现一箭双雕的效果。
2、目前，铠甲催化剂材料在诸多新能源材料与器件领域具有广阔的应用前景，但是其存在的缺点极大的限制了其工业应用。例如，制备成本较高、制备周期长和结构不稳定等。因此，简单快速地制备具有优异物理、化学和电催化性能的铠甲催化剂材料具有重要的意义。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术目的之一在于提供一种铠甲催化剂，解决上述传统技术问题，其具有快速制备、价格低廉和优异电催化性能等
2、本专利技术目的之二在于提供一种将上述铠甲催化剂应用于电解水制氢和金属-空气电池等新能源领域中的氢析出、氧析出和氧还原等多种催化反应中。
3、本专利技术目的之一采用如下技术方案实现：
4、一种铠甲催化剂，其包括如下制备步骤：
5、s1：将金属无机盐和螯合剂按照一定比例溶解于去离子水中；
6、s2：将上述溶液搅拌至完全溶解，然后放入烘箱中干燥去除溶剂后，升温并使其碳化；
7、s3：将上述碳化后的粉体(此时粉体为疏松多孔的泡沫)取出研磨，然后倒入石墨坩埚，随后将盛有碳化粉体的石墨坩埚，放入充满惰性气体的管式炉中，利用电磁感应加热器对石墨坩埚进行加热，加热到一定时间后自然冷却；
8、s4：最后将冷却后的粉体取出，即得铠甲催化剂材料。
9、进一步地，所述金属无机盐和螯合剂的摩尔比为1:1-1:10，如1:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10。
10、进一步地，所述金属无机盐中的金属为但不限于铁、钴、镍中的一种或两种以上。
11、进一步地，所述金属无机盐为但不限于硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍中的一种或两种以上。
12、进一步地，所述螯合剂为但不限于柠檬酸铵和/或edta二铵。
13、进一步地，在步骤s2中，升温至200℃-300℃(如220℃、240℃、250℃、260℃、280℃、300℃)之间使其碳化1h-3h(如1h、1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.3h、2.6h、2.8h、3h)。
14、进一步地，在步骤s3中，加热功率为5kw-15kw(5kw、8kw、10kw、12kw、14kw、15kw)，加热时间为20s-150s(如20s、40s、60s、80s、100s、120s、140s、150s)。
15、进一步地，惰性气体为氦、氖、氩、氪、氙、氡中的一种或两种以上。
16、进一步地，在步骤s2中，烘箱的温度一般控制在80℃-95℃之间，温度低了时间长，便于去除溶剂，温度超过100℃容易沸腾导致溶液飞溅。
17、本专利技术目的之二采用如下技术方案实现：
18、一种上述所述的铠甲催化剂应用于电解水制氢和金属-空气电池中。
19、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
20、本专利技术的铠甲催化剂为纳米级，颗粒分散良好，具有简单快速、原料和制造成本低、结构蓬松、电导率高、电催化活性好和易于大规模制备的优点。
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1.一种铠甲催化剂，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的铠甲催化剂，其特征在于，所述金属无机盐和螯合剂的摩尔比为1:1-1:10。
3.根据权利要求1所述的铠甲催化剂，其特征在于，所述金属无机盐中的金属为铁、钴、镍中的一种或两种以上。
4.根据权利要求3所述的铠甲催化剂，其特征在于，所述金属无机盐为硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的铠甲催化剂，其特征在于，所述螯合剂为柠檬酸铵和/或EDTA二铵。
6.根据权利要求1所述的铠甲催化剂，其特征在于，在步骤S2中，升温至200℃-300℃之间使其碳化1h-3h。
7.根据权利要求1所述的铠甲催化剂，其特征在于，在步骤S3中，加热功率为5kW-15kW，加热时间为20s-150s。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的铠甲催化剂应用于电解水制氢和金属-空气电池中。
【技术特征摘要】
1.一种铠甲催化剂，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的铠甲催化剂，其特征在于，所述金属无机盐和螯合剂的摩尔比为1:1-1:10。
3.根据权利要求1所述的铠甲催化剂，其特征在于，所述金属无机盐中的金属为铁、钴、镍中的一种或两种以上。
4.根据权利要求3所述的铠甲催化剂，其特征在于，所述金属无机盐为硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍中的一种或两种以上。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧刚，
申请(专利权)人：广州番禺职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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