[發明專利]一種雙功能氧氣電催化劑材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911398839.4
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111082079B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 宰建陶;何凱;錢雪峰;戚嶸嶸;劉雪嬌;陳明;張寓弛;郭姣姣;田恒;閆昶宇;李文倩
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/88;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

1.一種雙功能氧氣電催化劑材料，其特征在于，該材料是以納米多孔碳基化合物為殼，以納米合金顆粒為核的核殼結構，所述納米多孔碳基化合物是由N、P和S共摻雜且含有高導電碳相的納米多孔碳基化合物，所述納米合金顆粒是由六方相的Co₂P和立方相的CoFe合金組成，并以納米顆粒形貌鑲嵌在所述納米多孔碳基化合物中，所述高導電碳相的結晶相為JCPDSNo.43-1104。

2.根據權利要求1所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料，其特征在于，所述納米多孔碳基化合物中N含量為4-5wt.％，P含量為2-3wt.％，S含量為2-3wt.％。

3.根據權利要求1所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料，其特征在于，所述納米合金顆粒中Co與Fe的摩爾比為2：1。

4.如權利要求1所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)以三苯基膦硫、三聚氰胺、金屬硝酸鹽進行物理混合，制備得到前驅體；

(2)將前驅體進行熱裂解反應，之后降溫至室溫即獲得產品。

5.根據權利要求4所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述三苯基膦硫、三聚氰胺、金屬硝酸鹽物理混合為混合后研磨。

6.根據權利要求4所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述前驅體置于磁舟，再放入程序升溫管式爐中在N₂保護下進行熱裂解反應，程序升溫管式爐升溫速度為4-5℃/min，反應溫度為550-1000℃，時間為10-300min。

7.根據權利要求6所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料的制備方法，其特征在于，所述程序升溫管式爐升溫速度為4.7℃/min，反應溫度為850℃，時間為60min。

8.根據權利要求4所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料的制備方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽包括硝酸鈷和硝酸鐵，Co和Fe的摩爾比為2：1。

9.如權利要求1所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料的應用，其特征在于，該材料用于電催化氧還原和氧析出反應。

10.如權利要求1所述的一種雙功能氧氣電催化劑材料的應用，其特征在于，作為液流型鋅空電池和全固態柔性鋅空電池的空氣陰極材料。