[發明專利]鋅基雙金屬-氮摻碳材料的制備方法及其應用于電極催化劑

在審

• 申請號: 202010583353.4
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111864222A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 楊石榴;劉鑫河;代晨晨
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01M4/96
• 分類號: H01M4/96;H01M4/90;H01M4/88;H01M12/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的制備方法，其特征在于，步驟如下：

（a）將金屬氯化物、氯化鋅和碳源分子溶解于水中形成混合溶液，所述碳源分子溶于水中的濃度為1～5 wt.%，其中，所述金屬氯化物：氯化鋅：碳源分子的質量比為5～15:5～15:1；

（b）以三聚氰胺泡沫為骨架和氮源，將其充分浸泡于上述混合溶液中，取出干燥，得到雙金屬離子和碳源分子包覆的三聚氰胺泡沫前驅體；

（c）將所述前驅體在惰性氣體氛圍中以5～10℃/min的升溫速率升溫至800～1000℃退火1～2h，冷卻至室溫，得碳化產物；

（d）將碳化產物粉碎，經酸、水、醇洗和干燥，得到鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料。

2.根據權利要求1所述鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的制備方法，其特征在于：步驟（a）中所述金屬氯化物：氯化鋅：碳源分子的質量比為10: 10:1。

3.根據權利要求1所述鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的制備方法，其特征在于：步驟（a）中所述碳源分子是溶于水的糖類、有機羧酸類、聚醇類或表面活性劑；所述金屬氯化物為鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽或錳鹽，優選六水合氯化鐵或無水氯化鐵。

4.根據權利要求3所述鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的制備方法，其特征在于：步驟（a）中所述糖類為葡萄糖、蔗糖、果糖、麥芽糖，優選葡萄糖；所述有機羧酸類為檸檬酸、酒石酸、蘋果酸，優選檸檬酸；所述聚醇類為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚甘油，優選聚乙烯醇1788；所述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙二醇月桂酸酯，優選聚乙烯吡咯烷酮。

5.根據權利要求1所述鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的制備方法，其特征在于：步驟（b）所述干燥包括鼓風干燥、冷凍干燥、蒸發干燥或自然干燥，優選鼓風干燥。

6.根據權利要求1所述鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的制備方法，其特征在于：步驟（c）所述惰性氣體為高純氮氣或氬氣，優選氮氣。

7.根據權利要求1所述鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的制備方法，其特征在于：步驟（c）所述將前驅體在惰性氣體氛圍中以5～10℃/min的升溫速率升溫至900℃退火1h。

8.根據權利要求1所述鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的制備方法，其特征在于：步驟（d）所述粉碎為手工研磨或機械球磨；所述酸洗時的酸為鹽酸、硫酸、硝酸中的任意一種或混合；洗滌過程以超聲或攪拌、離心或抽濾輔助完成；所述干燥處理包括鼓風干燥、蒸發干燥或自然干燥。

9.根據權利要求1-8任一所述方法制備得到的鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料。

10.一種如權利要求9所述鋅基雙金屬-氮摻雜碳材料的應用，其特征在于：將其應用于電極催化劑。