[发明专利]一种担载型金属大环化合物电催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种担载型金属大环化合物电催化剂的制备方法，其合成步骤如下：

在0～100℃下，将载体均匀分散在溶有金属大环化合物的碱性水溶液中，加入酸性水溶液，搅拌5min～10h，抽滤洗涤后烘干；在500～1100℃下的惰性气体中焙烧30min～5h，冷却至室温；加入酸性水溶液，在0～100℃下回流搅拌30min～10h，抽滤，水洗至中性，烘干，得到电催化剂；

其中载体为碳黑、活性碳、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述担载型金属大环化合物电催化剂的制备方法，其特征在于：该催化剂中金属大环化合物的载量为5-60wt%。

3.根据权利要求1所述担载型金属大环化合物电催化剂的制备方法，其特征在于：所述金属大环化合物为氯化血红素（Hemin）、亚铁血红素（Heme B、Heme C）、meso-四（4-甲氧基苯基）卟啉铜、meso-四（4-甲氧基苯基）卟啉铁、meso-四（4-甲氧基苯基）卟啉钴、meso-四（4-甲氧基苯基）卟啉锌、meso-四（4-甲氧基苯基）卟啉锰、meso-四（4-甲氧基苯基）卟啉镍、原卟啉氯化铁、原卟啉氯化钴、原卟啉氯化锰、原卟啉氯化锌、原卟啉氯化铜、原卟啉氯化镍、meso-四（4-羧基苯基）卟吩氯化铁、meso-四（4-羧基苯基）卟吩氯化铜、meso-四（4-羧基苯基）卟吩氯化钴、meso-四（4-羧基苯基）卟吩氯化锌、meso-四（4-羧基苯基）卟吩氯化锰、meso-四（4-羧基苯基）卟吩氯化镍、α-四羟基锌酞菁、α-四羟基钴酞菁、α-四羟基铁酞菁、α-四羟基锰酞菁、α-四羟基镍酞菁、α-四羟基铜酞菁、β-四羟基锌酞菁、β-四羟基钴酞菁、β-四羟基铁酞菁、β-四羟基锰酞菁、β-四羟基镍酞菁、β-四羟基铜酞菁、2,3,9,10,16,17,23,24-八羟基取代锌酞菁、2,3,9,10,16,17,23,24-八羟基取代钴酞菁、2,3,9,10,16,17,23,24-八羟基取代铁酞菁、2,3,9,10,16,17,23,24-八羟基取代锰酞菁、2,3,9,10,16,17,23,24-八羟基取代镍酞菁、四羧基取代锌酞菁、四羧基取代铜酞菁、四羧基取代钴酞菁、四羧基取代镍酞菁、四羧基取代铁酞菁、四羧基取代锰酞菁中的一种或两种以上的混合物，其在碱性水溶液中的浓度为0.1～4000mmoL/L。

4.根据权利要求1所述担载型金属大环化合物电催化剂的制备方法，其特征在于：所述碱性水溶液为LiOH、NaOH、KOH、LiHCO₃、NaHCO₃、KHCO₃、Li₂CO₃、Na₂CO₃或K₂CO₃中的一种或两种以上的混合溶液，其浓度为0.1～4.0moL/L。

5.根据权利要求1所述担载型金属大环化合物电催化剂的制备方法，其特征在于：所述酸性水溶液为硼酸、硫酸、苯磺酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、磷酸、钨酸、磷钨酸、硝酸和高氯酸中的一种或两种以上的混合溶液，其浓度为0.1～8moL/L。

6.根据权利要求1所述担载型金属大环化合物电催化剂的制备方法，其特征在于：第一次加入的酸性水溶液与金属大环化合物的碱性水溶液的体积比为1:20至20:1。

7.根据权利要求1所述担载型金属大环化合物电催化剂的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氮气和氨气中的一种或二种以上的混合气体。

8.一种按照权利要求1所述方法制备的担载型金属大环化合物电催化剂，其特征在于：金属大环化合物电催化剂的形貌为担载型的纳米立方体，粒径分布为10-2000nm。

9.根据权利要求1所述方法制备的担载型金属大环化合物电催化剂可应用在质子交换膜燃料电池和金属空气电池方面。