一种高熵单原子催化剂及其制备方法、锌空气电池技术

本发明专利技术属于催化剂技术领域，具体公开了一种高熵单原子催化剂及其制备方法、锌空气电池。该高熵单原子催化剂的制备方法包括以下步骤：先将基底材料加入至少两种金属盐溶液中，研磨、干燥后，于惰性气氛下进行热解，得多金属单原子材料；然后将多金属单原子材料和至少三种金属配合物加入分散液中，超声分散、离心后，于惰性气氛下进行热解，制得。本发明专利技术通过两步法在不同步骤中引入金属离子前驱体，有效避免金属单原子发生团聚，从而获得高负载量的高熵金属单原子催化剂，该催化剂可促进氧还原反应和氧析出反应的发生，应用于锌空气电池，可有效提升所得锌空气电池的充放电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂，具体涉及一种高熵单原子催化剂及其制备方法、锌空气电池。

技术介绍

1、随着科技的飞速进步，人类社会对能源的需求日益增加。然而，传统化石能源储量有限，且使用过程中会对环境造成污染，这限制了其进一步发展。因此，开发新型清洁可再生能源已经成为当务之急。在开发可再生能源的过程中，锂离子电池逐渐成为市场主流，但其目前面临着制备成本高、锂储量低和电池易燃等问题，故需要开发更高能量密度、更高安全性和低成本的可充电电池。锌空气电池作为一种清洁能源技术，近年来受到广泛关注。锌空气电池采用锌金属作为负极，双功能催化剂作为空气阴极，碱性水溶液作为电解液，具有低成本和高能量密度(可达1086wh kg-1)等优点，且使用空气中的氧气作为反应物，故锌空气电池对环境友好。

2、尽管锌空气电池具有如上优点，但目前仍未大规模商业化，这是因为其空气阴极在充放电过程中存在如下问题：放电时在电极上发生氧还原反应(orr)，将空气中的氧气转化为氢氧根离子；充电时空气阴极上发生氧析出反应(oer)，将氢氧根离子还原为氧气。上述提到的orr和oer反应均涉及多个电子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述基底材料选自氮掺杂石墨烯材料、石墨相氮化碳、氮掺杂碳纳米管中的至少一种；

3.根据权利要求1或2所述的高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属盐溶液包括金属盐、溶剂和分散剂，所述溶剂选自水、乙醇、丙酮中的至少一种，所述分散剂选自柠檬酸、聚乙烯亚胺、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热解的温度为660-800℃；...

【技术特征摘要】

1.一种高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述基底材料选自氮掺杂石墨烯材料、石墨相氮化碳、氮掺杂碳纳米管中的至少一种；

3.根据权利要求1或2所述的高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属盐溶液包括金属盐、溶剂和分散剂，所述溶剂选自水、乙醇、丙酮中的至少一种，所述分散剂选自柠檬酸、聚乙烯亚胺、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热解的温度为660-800℃；和/或，所述热解的时间为1-3小时。

5.根据权利要求1所述的高熵单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属配合物选自铁、钴、镍、锰、铜、铬、镁、铝、铂、钯、金、银、钌、铱、钨、钼、钡、锶、锡、镧、镨中任意一种的金属配合物，且所述金属配合物中的金属元素与...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐保民，黎芷彤，钟熊伟，王琰仪，郎天，崔书雨，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：