一种SiO2掺杂Fe-N-C双功能氧电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种SiO<subgt;2</subgt;掺杂Fe‑N‑C双功能氧电极及其制备方法和应用，所述双功能氧电极以掺杂介孔碳作为碳载体，SiO<subgt;2</subgt;作为碳载体的造孔剂和表面疏水层调节剂，Fe以单原子的形式锚定在碳载体上作为氧反应的活性位点。本发明专利技术的双功能氧电极表面具有丰富的层状孔结构，独特的微观结构不仅提供了丰富的活性位点，同时可有效改善阴极质量传输，促进形成丰富的固‑液‑气三相反应界面，从而显著提高氧电极的电催化活性，组装的锌‑空气电池和质子交换膜燃料电池具有优异的发电功率密度和锌‑空气电池充放电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化，特别涉及一种sio2掺杂fe-n-c双功能氧电极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、燃料电池(包括质子交换膜燃料电池和锌-空气电池)因其高效率和“零”温室气体排放，被公认为是未来电动汽车最有前途的技术之一。然而，由于氧还原反应(orr)动力学极其缓慢、pt催化剂(尤其在阴极)高昂的成本和易中毒等缺陷严重阻碍了燃料电池技术的大规模应用和推广。因此，开发高效、低成本的非铂族金属(non-pgm)乃至非贵金属氧催化剂迫在眉睫。

2、在各种非pgm和非贵金属催化剂中，热解fe-n-c是最有前途的候选催化剂之一。高活性fe-n-c催化剂的合成也取得了显著进展。尽管如此，但由于fe-n-c催化剂的活性位点密度较低，导致fe-n-c催化剂的质量活性仍比商用pt/c催化剂低4-8倍(j.am.chem.soc.136(2014)978-985；angew.chem.int.ed.engl.127(2015)10045-10048)。例如，在质子交换膜燃料电池(pemfc)操作条件下，为了在动力学控制区(高工作电压区)达到与pt/c阴极(0本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种SiO2掺杂Fe-N-C双功能氧电极，其特征在于：所述双功能氧电极以掺杂介孔碳作为碳载体，SiO2作为碳载体的造孔剂和表面疏水层调节剂，Fe以单原子的形式锚定在碳载体上作为氧反应的活性位点。

2.一种SiO2掺杂Fe-N-C双功能氧电极的制备方法，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的Fe(SO4)2·7H2O、聚季铵盐-7、SiO2与HCl溶液的质量体积比为10～20g:25～90g:10～30g:40～180mL。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的烘箱温度为80～90...

【技术特征摘要】

1.一种sio2掺杂fe-n-c双功能氧电极，其特征在于：所述双功能氧电极以掺杂介孔碳作为碳载体，sio2作为碳载体的造孔剂和表面疏水层调节剂，fe以单原子的形式锚定在碳载体上作为氧反应的活性位点。

2.一种sio2掺杂fe-n-c双功能氧电极的制备方法，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的fe(so4)2·7h2o、聚季铵盐-7、sio2与hcl溶液的质量体积比为10～20g:25～90g:10～30g:40～180ml。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的烘箱温度为80～90℃。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔锦丽，张杨，徐能能，芦拓，徐晓倩，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：