[发明专利]活性位点与空气电极结构结合的普适性制备方法及应用

权利要求书

1.一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，将连通的多级骨架聚合物微球经过不同处理方法将贵金属基、过渡金属基以及杂原子掺杂的碳基等活性位点结合，所述连通的多级骨架聚合物微球经过不同处理方法为四氯化碳交联法，浓硫酸磺化法，二氧化碳气体活化法，多巴胺包覆法，氨气活化法，聚苯胺包覆法，原位负载贵金属法，原位生长过渡金属化物法，原位掺杂杂原子法中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，所述连通的多级骨架聚合物微球为包含超大孔、大孔、介孔、微孔的内部连通的开放的多级孔的各类聚合物微球。

3.如权利要求1所述的一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，所述的贵金属基活性位点为铂、铱、钌、钯的金属以金属氧化物，以及他们与铁、钴、镍、铜的其中一种或多种组成的合金。

4.如权利要求1所述的一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，所述的过渡金属基活性位点为Fe、Co、Ni、Cu等其中一种或多种组成的氧化物、氮化物、磷化物、硫化物。

5.如权利要求1所述的一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，所述的杂原子掺杂的碳基活性位点为氮、氧、磷、硫、硼等其中一种或多种掺杂的碳基材料。

6.如权利要求1所述的一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，所述的不同处理方法中的四氯化碳交联法，其特征在于，具体步骤为：将0.5-2.0g聚合物微球和30ml四氯化碳置于50ml玻璃瓶中60-90℃均匀晃动5-15h，加入1.0-2.5g无水三氯化铝并继续保持60-90℃均匀晃动5-15h，趁热将该混合悬浊液倒入丙酮和6-15％盐酸体积比1:1溶液中，待剩余的氯化铝反应完全后进行抽滤，并用水和乙醇交替滤洗三次，60-80℃干燥处理，即可得综合黄色交联后的聚合物微球，该微球的交联度和稳定性有所提高。

7.如权利要求1所述的一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，所述的不同处理方法中的浓硫酸磺化法，其特征在于，具体步骤为：将50ml浓硫酸倒入装有1.0-3.0g聚合物微球或交联后的聚合物微球的100ml圆底烧瓶中，在120-140℃下处理5-10h，趁热在玻璃棒搅拌下倒入600-1000ml去离子水中，冷却抽滤并用大量水洗只中性，60-80℃干燥。

8.如权利要求1所述的一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，所述的不同处理方法中的二氧化碳气体活化法，其特征在于，具体步骤为：将硫酸且交联处理过的聚合物微球以2-5℃/min在惰性气氛氮气或氩气气氛下500-700℃碳化2-4h，降温后重新以2-5℃/min在惰性气氛氮气或氩气气氛下升温至800-900℃，将煅烧气体改为惰性气体氮气或氩气与二氧化碳体积流量比1:1煅烧2-6h。

9.如权利要求1所述的一种将活性位点与电极结构结合的空气电极的普适性制备方法，其特征在于，所述的不同处理方法中的多巴胺包覆法，其特征在于，具体步骤为：将0.1-1.0g聚合物微球、0.2-2.0g盐酸多巴胺以及5-30ml甲醇或乙醇搅拌3-5h混匀，加入0.01-0.2M Tris缓冲液100-150ml继续搅拌12-36h，抽滤洗涤，60-80℃干燥。