一种Co-N共掺杂的空心多面体碳催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种Co‑N共掺杂的空心多面体碳催化剂及其制备方法和应用，涉及催化材料技术领域。利用富含N原子的金属有机框架(MOF)原位反应包覆氧化锌模板，再退火处理得到了比表面积大、含有大量介孔的空心Co‑N共掺杂的多面体碳。利用Zn低沸点的条件，一步高温碳化同时去除氧化锌模板，锌蒸发的同时还可以防止钴颗粒的聚集，保持碳骨架的结构，得到空心的Co‑N共掺杂的空心多面体介孔碳。Co‑N共掺杂空心的多面体介孔碳材料比表面积为606.96m<supgt;2</supgt;/g，含4nm左右的介孔，其中稳定的框架结构和金属Zn的孤立客体效应致使Co、N均匀的掺杂在碳骨架中。在酸碱性介质中的电催化ORR性能与Pt/C相比较，均具有优异的电催化活性，较好的耐甲醇干扰和耐稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化材料，具体涉及一种co-n共掺杂的空心多面体碳催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着社会的发展，将当前以化石燃料为基础的经济转变为未来以可再生能源的经济是势不可挡的。锂离子电池由于众多的安全事故和障碍，包括锂供应有限，成本高和能量密度不足等，主导的锂离子电池逐渐被新的清洁储能设备所取代。在各种电化学转换和存储装置的整体性能中氧还原反应(orr)是主要的限制因素，包括燃料电池和金属空气电池。从高的理论能量密度，成本和安全性等方面考虑，可充放电金属空气电池成为了解决储能问题的关键。锌是地球上第四大的土壤金属，可以维持电池的大型生产，以满足全球对电动汽车产业不断增长的需求。锌空气电池技术最主要挑战是缺乏稳定有效的阴极氧还原催化剂，目前贵金属催化剂被用作高活性氧还原电催化剂，但是它们的高成本和较差的稳定性都阻碍了锌空气电池的商业化。因此，开发低成本，高催化活性，高稳定性的非贵金属orr催化剂取代贵金属催化剂实现商业化的应用是至关重要的。

2、在过去的几十年里，各种各样的非贵金属催化剂已经表现出高效的orr催化活性。这些非贵金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Co-N共掺杂的空心多面体碳催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种Co-N共掺杂的空心多面体碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，醋酸锌用量为7.0304g，烧杯中水的体积为810ml，搅拌时间为10min。

3.根据权利要求1所述的一种Co-N共掺杂的空心多面体碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，三乙胺用量为23.5ml，超声30min后持续搅拌12h。

4.根据权利要求1所述的一种Co-N共掺杂的空心多面体碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，ZnO NS用量为6...

【技术特征摘要】

1.一种co-n共掺杂的空心多面体碳催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种co-n共掺杂的空心多面体碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，醋酸锌用量为7.0304g，烧杯中水的体积为810ml，搅拌时间为10min。

3.根据权利要求1所述的一种co-n共掺杂的空心多面体碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，三乙胺用量为23.5ml，超声30min后持续搅拌12h。

4.根据权利要求1所述的一种co-n共掺杂的空心多面体碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，zno ns用量为654.5mg，烧杯中水和dmf的体积分别为128ml和384ml，超声时间为10min。

5.根据权利要求1所述的一种co...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱雨，张小婷，孙秀玲，张琰图，李雪礼，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：发明
国别省市：