[发明专利]原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一、将过渡金属盐溶解到溶剂中，得到过渡金属盐浓度为0.10~5.00 mg/mL的溶液A，所述过渡金属盐为六水合三氯化铁、四水合二氯化铁、九水合硝酸铁、六水合二氯化钴及四水合二氯化锰中的一种；

步骤二、将氮掺杂碳材料加入到溶液A中，得到氮掺杂碳材料浓度为5~20 mg/mL的溶液B，所述氮掺杂碳材料为氮掺杂石墨烯、氮掺杂KJ-black及沸石咪唑骨架化合物碳化得到的氮掺杂碳中的一种；

步骤三、将溶液B室温下超声、搅拌处理，使金属离子充分吸附到碳材料微孔内；

步骤四、离心收集吸附有金属离子的氮掺杂碳材料，真空干燥后得到前驱体C；

步骤五、将前驱体C在惰性气氛中进行热活化，得到高性能M-N-C催化剂，所述活化温度为200~700℃，活化时间为30~120 min。

2.根据权利要求1所述的原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法，其特征在于所述溶剂为水、乙醇、异丙醇、1 mol/L盐酸溶液、0.5 mol/L硫酸溶液中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法，其特征在于所述超声时间为1~5小时。

4.根据权利要求1所述的原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法，其特征在于所述搅拌时间为1~5小时，转速为300~900 rpm。

5.根据权利要求1所述的原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法，其特征在于所述离心力为5000~15000 g。

6.根据权利要求1所述的原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法，其特征在于所述真空干燥温度为25~80℃，干燥时间为5~24小时。

7.根据权利要求1所述的原子级分散的金属与氮共掺杂碳基氧还原反应催化剂的制备方法，其特征在于所述惰性气氛为氮气或氩气。