[發明專利]一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法及碳催化劑

有效

• 申請號: 201710852003.1
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107681166B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 張世明;原鮮霞;馬紫峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 王小榮

1.一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)將碳材料分散于溶劑A中，依次經濕法球磨、冷凍干燥后，得到碳模板；

2)將Fe的化合物、N的化合物溶于溶劑B中，之后加入碳模板，混合均勻后干燥，得到催化劑前驅體；

3)將催化劑前驅體在氣體氛圍中高溫熱解，即得到Fe、N共摻雜碳催化劑；

步驟1)中，所述的濕法球磨過程中，球磨時間為10-120min；所述的冷凍干燥過程中，冷凍干燥溫度為-60℃至0℃，冷凍干燥時間為2-48h。

2.根據權利要求1所述的一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法，其特征在于，步驟1)中，所述的碳材料包括二維碳材料、一維碳材料或零維碳材料中的一種或更多種。

3.根據權利要求1所述的一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法，其特征在于，步驟1)中，所述的溶劑A為水；步驟2)中，所述的溶劑B為水。

4.根據權利要求3所述的一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法，其特征在于，步驟1)中，所述的溶劑A還包括乙醇；步驟2)中，所述的溶劑B還包括乙醇。

5.根據權利要求1所述的一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法，其特征在于，步驟2)中，所述的碳模板、Fe的化合物與N的化合物的質量比為1:0.1-1:10-100。

6.根據權利要求1所述的一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法，其特征在于，步驟2)中，所述的干燥為旋轉蒸發干燥或超聲加熱干燥。

7.根據權利要求1所述的一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法，其特征在于，步驟3)中，所述的氣體包括氮氣、氬氣或氨氣中的一種。

8.根據權利要求1所述的一種碳模板誘導Fe-N生長制備碳催化劑的方法，其特征在于，步驟3)中，所述的高溫熱解過程中，高溫熱解溫度為700-1000℃，高溫熱解時間0.5-2h。

9.一種碳催化劑，其特征在于，該催化劑采用如權利要求1至8任一項所述的方法制備而成。