[发明专利]一种FeCo-MOFs-生物质基富氮多孔碳氧还原催化剂及其制法

权利要求书

1.一种FeCo-MOFs-生物质基富氮多孔碳氧还原催化剂，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：3-6份羟基化碳纳米管、52-67份富氮生物质、30-42份FeCo双金属MOFs。

2.根据权利要求1所述的一种FeCo-MOFs-生物质基富氮多孔碳氧还原催化剂，其特征在于：所述羟基化碳纳米管为羟基化多壁碳纳米管，长度15-25um，直径2-8nm，活性羟基含量5-6％。

3.根据权利要求1所述的一种FeCo-MOFs-生物质基富氮多孔碳氧还原催化剂，其特征在于：所述富氮生物质制备方法包括以下步骤：

(1)向乙醇溶液中加入三聚氰胺和戊二醛，将溶液加热至80-90℃，回流反应10-15h。

(2)向溶液中加入L-赖氨酸和催化剂对甲基苯磺酸，将溶液转移进水热反应釜，加热至160-180℃，反应30-35h，将溶液冷却至室温、减压浓缩、洗涤、干燥，制备得到基于醛胺缩合扩链反应的大分子富氮生物质。

4.根据权利要求3所述的富氮生物质材料制备方法，其特征在于：所述三聚氰胺、戊二醛、L-赖氨酸和对甲基苯磺酸，四者的物质的摩尔比为1:30-40:35-48:1.5-2。

5.根据权利要求1所述的一种Co-MOFs-生物质基多孔碳氧还原催化剂，其特征在于：所述FeCo双金属MOFs为Fe-Co双金属有机骨架，制备方法包括以下步骤：

(1)向体积比为1:1.5-2的蒸馏水和乙醇混合溶剂中加入FeCl₃、CoCl₂和有机配体2,4,6-三[(对羧基苯基)氨基]-1,3,5-三嗪，将溶液转移进水热反应釜，加热至120-130℃，反应20-25h，将溶液冷却至室温、减压浓缩、洗涤、干燥，制备得到FeCo双金属MOFs。

6.根据权利要求5所述的FeCo双金属MOFs制备方法，其特征在于：所述FeCl₃、CoCl₂和2,4,6-三[(对羧基苯基)氨基]-1,3,5-三嗪，三者物质的量摩尔比为1:2-2.5:3.5-4.5。

7.根据权利要求1所述的一种FeCo-MOFs-生物质基富氮多孔碳氧还原催化剂，其特征在于：所述FeCo-MOFs-生物质基富氮多孔碳氧还原催化剂制备方法包括以下步骤：

(1)向体积比为4-5:1的乙二醇和蒸馏水混合溶剂中，加入硫酸溶液，调节pH至2-3，再加入3-6份羟基化碳纳米管和52-67份富氮生物质，将溶液转移进水热反应釜，加热至140-160℃，反应20-28h，将溶液冷却至室温，通过离心机除去溶剂，洗涤固体产物、干燥，制备得到碳纳米管负载富氮生物质材料。

(2)向乙醇溶剂中加入30-42份FeCo双金属MOFs和上述步骤(1)制得的碳纳米管负载富氮生物质材料，将溶液在40-50℃下超声分散处理3-5h，超声频率为20-25KHz，将溶液通过减压浓、干燥，制备得到FeCo-MOFs掺杂富氮生物质材料。

(3)将FeCo-MOFs掺杂富氮生物质材料置于气氛电阻炉中，通入N₂，电阻炉升温速率为3-5℃/min，升温至130-150℃，在N₂氛围下煅烧3-4h，再升温至920-950℃，煅烧4-6h，煅烧产物即为FeCo-MOFs-生物质基富氮多孔碳氧还原催化剂。