[发明专利]一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法及碳催化剂

权利要求书

1.一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将碳材料分散于溶剂A中，依次经湿法球磨、冷冻干燥后，得到碳模板；

2)将Fe的化合物、N的化合物溶于溶剂B中，之后加入碳模板，混合均匀后干燥，得到催化剂前驱体；

3)将催化剂前驱体在气体氛围中高温热解，即得到Fe、N共掺杂碳催化剂；

步骤1)中，所述的湿法球磨过程中，球磨时间为10-120min；所述的冷冻干燥过程中，冷冻干燥温度为-60℃至0℃，冷冻干燥时间为2-48h。

2.根据权利要求1所述的一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的碳材料包括二维碳材料、一维碳材料或零维碳材料中的一种或更多种。

3.根据权利要求1所述的一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的溶剂A为水；步骤2)中，所述的溶剂B为水。

4.根据权利要求3所述的一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的溶剂A还包括乙醇；步骤2)中，所述的溶剂B还包括乙醇。

5.根据权利要求1所述的一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的碳模板、Fe的化合物与N的化合物的质量比为1:0.1-1:10-100。

6.根据权利要求1所述的一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的干燥为旋转蒸发干燥或超声加热干燥。

7.根据权利要求1所述的一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的气体包括氮气、氩气或氨气中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种碳模板诱导Fe-N生长制备碳催化剂的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的高温热解过程中，高温热解温度为700-1000℃，高温热解时间0.5-2h。

9.一种碳催化剂，其特征在于，该催化剂采用如权利要求1至8任一项所述的方法制备而成。