[发明专利]一种碳负载过渡金属原子对电催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种碳负载过渡金属原子对电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将含氮碳源和双过渡金属源依次溶于水中形成混合溶液，进行沉淀反应，得到前躯体体系；

(2)将所述步骤(1)得到的前躯体体系中的水蒸干，研磨，得到催化剂前躯体；

(3)将所述步骤(2)得到的催化剂前躯体在保护气氛下，依次进行热解和退火，得到所述碳负载过渡金属原子对电催化剂；

所述步骤(1)中双过渡金属源中两种过渡金属源分别溶于水；

所述步骤(3)中热解的温度为500～1000℃，时间为4～8h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中还包括；在混合溶液中加入硫源；所述硫源的加入时机为加入双过渡金属源后或加入双过渡金属中的一种过渡金属源后；所述硫源包括硫脲或二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中硫源的浓度为(0,1]mol/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双过渡金属源中两种过渡金属包括铁钴、锌镁、锌铁、钴镁，锌钴或钴镍。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中双过渡金属源中两种过渡金属源的浓度独立地为0.01～1mol/L。

6.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述双过渡金属源中两种过渡金属源的摩尔比为1：1～1：3。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氮碳源包括生物质、尿素、三聚氰胺或甘氨酸；所述混合溶液中含氮碳源的浓度为0.01～1mol/L。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为600～1000℃，时间为1～3h。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法得到的碳负载过渡金属原子对电催化剂，其特征在于，所述电催化剂包括多孔碳材料和双过渡金属原子对；所述双过渡金属原子对均匀分散在多孔碳材料表面上；所述多孔碳材料的孔隙为1nm～50nm；所述碳负载过渡金属原子对电催化剂的比表面积为500～2500m²/g。

10.权利要求9所述的碳负载过渡金属原子对电催化剂在金属空气电池、燃料电池领域中的应用。