[发明专利]一种氮掺杂碳纳米管氧还原电催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂碳纳米管氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将生物质材料在一定气氛和温度下煅烧得片状g-C₃N₄；

S2：将g-C₃N₄粉末加入到双金属盐的甲醇或水溶液中，搅拌条件下反应；

S3：将一定量的1-甲基咪唑或2-甲基咪唑加入到反应后的混合液中，20℃～100℃反应1～24h，抽滤或离心，干燥，得到粉末样品；

S4：将粉末样品于惰性气氛下700～1000℃热处理2～4h，再进行酸处理，之后水洗，干燥，得氮掺杂碳纳米管氧还原电催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，生物质材料包括三聚氰胺、尿素和硫脲中的至少一种，煅烧温度为500～600℃，气氛为空气或惰性气氛。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，双金属盐的甲醇或水溶液中，总金属离子浓度为1～50mmol L^-1；双金属离子体系包括Co²⁺/Zn²⁺、Fe²⁺/Zn²⁺和Ni²⁺/Zn²⁺中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Co²⁺/Zn²⁺体系中Zn²⁺的摩尔含量为25％～75％；所述Fe²⁺/Zn²⁺或Ni²⁺/Zn²⁺体系中Zn²⁺摩尔含量为70％～99％。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，钴源为硝酸钴、醋酸钴和氯化钴中的至少一种；锌源为硝酸锌、醋酸锌和氯化锌中的至少一种；铁源为醋酸铁、硝酸亚铁、氯化亚铁和柠檬酸铁铵中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：将一定量的1-甲基咪唑或2-甲基咪唑加入到反应后的混合液中，1-甲基咪唑或2-甲基咪唑与溶液中的总金属离子的摩尔比为2:1～10:1，20℃～100℃反应1～24h，抽滤或离心，干燥，得到粉末样品。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，热处理气氛为惰性气氛或NH₃气氛；热解温度为700～1000℃；热处理时间为0.5～4h；酸处理条件为：在30～120℃的0.5mol L^-1～10mol L^-1硫酸或盐酸或硝酸溶液中浸泡0.5～48h。

8.由上述任一权利要求所述的制备方法制备的氮掺杂碳纳米管氧还原电催化剂。