[發明專利]酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201711343520.2
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108172847A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 李笑笑;徐浩旻;梁永曄
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M12/06;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

1.一種酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑，其特征在于，包括：

多壁碳納米管載體；以及

酞菁鐵活性組分，所述酞菁鐵活性組分為式(I)所示化合物，

式(I)中，各R分別獨立地為H、CN、NO₂、NH₂、F、CF₃、OMe或COOMe。

2.根據權利要求1所述的酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑，其特征在于，所述酞菁鐵活性組分為下列至少之一所示的化合物：

3.根據權利要求1所述的酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑，其特征在于，所述酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑中鐵的含量為0.1～5wt％。

4.一種制備權利要求1～3任一項所述的酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑的方法，其特征在于，包括：

將經過預處理的多壁碳納米管與有機溶劑混合，以便得到第一混料；

將式(I)所示化合物與有機溶劑混合，以便得到第二混料；

將所述第二混料滴加至所述第一混料中，以便使所述式(I)所示化合物負載在所述多壁碳納米管上，并進行離心分離，以便得到所述酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、丁醇、戊醇和四氫呋喃中的至少之一。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述預處理包括：將多壁碳納米管在500℃下焙燒2h后，用6mol/L的鹽酸超聲處理30min后于80℃回流12h，再依次進行離心、洗滌和冷凍干燥處理。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述多壁碳納米管與所述式(I)所示化合物的質量比為1:(0.01～1)。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，進一步包括：使所述式(I)所示化合物負載在所述多壁碳納米管上并進行離心分離后，將得到的固體物料用依次N,N-二甲基甲酰胺和乙醇洗滌，并分散至水中，再進行冷凍干燥處理，以便得到所述酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑。

9.權利要求1～3任一項所述的酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑或者權利要求4～8任一項所述方法制備得到的酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑在制備鎂-空氣電池中的用途。

10.一種鎂-空氣電池，其特征在于，包括：

金屬鎂陽極；

電解質；以及

陰極，所述陰極上涂覆有權利要求1～3任一項所述的酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑或者權利要求4～8任一項所述方法制備得到的酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑。

11.根據權利要求10所述的鎂-空氣電池，其特征在于，在所述陰極上，所述酞菁鐵基碳納米管復合電催化劑的涂覆量為0.1～10mg/cm²。