[发明专利]一种N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管的双功能氧电极催化剂及制备方法

权利要求书

1.一种N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管的双功能氧电极催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1）制备多硫化物

将多硫化物前体分散于溶剂中，然后将混合液转移到反应容器中，在50~300 ℃下反应0.5~48 h后进行后处理，得到链状结构的多硫化物材料；

2）制备N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管催化剂的前驱体

将CNT分散于溶剂中，加入氮前体和步骤1所得多硫化物，得到混合悬浊液A；将聚合反应引发剂溶解于溶剂中，得到另一溶液B；将混合悬浊液溶液A置于0~10 ℃环境中，然后将溶液B加入混合悬浊液A中，反应2~48 h后进行后处理，获得N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管催化剂前驱体材料NSC-CNT-P_x，X代表含氮单体种类；

其中，所述混合悬浊液A中CNT的质量浓度为0.0001~1 g·mL^-1，多硫化物的质量浓度为0.0001~1 g·mL^-1，溶液B中引发剂的质量浓度为0.001~1 g·mL^-1；

3）制备N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管催化剂

将步骤2）得到的NSC-CNT-P_x材料置于反应炉中，升温至600~1200 ℃进行热处理，煅烧时间为1~48 h，得到NSC-CNT催化剂；升温速率为1~20 ℃·min^-1。

2.根据权利要求1所述的一种N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管的双功能氧电极催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）所述的多硫化物前体选自硫化钠Na₂S、硫化钾K₂S、硫脲CH₄N₂S、硫粉S、硫氰酸HSCN中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管的双功能氧电极催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2）所述CNT用科琴碳KB、导电炭黑VXC-72、富勒烯C₆₀、石墨烯、氧化石墨烯GO、活性炭AC中的一种或多种代替。

4.根据权利要求1所述的一种N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管的双功能氧电极催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2）所述引发剂选自氯化铁FeCl₃、过硫酸铵(NH₄)₂S₂O₈、过氧化苯甲酰C₁₄H₁₀O₄中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管的双功能氧电极催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2）所述氮前体选自吡咯C₄H₅N、多巴胺C₈H₁₁O₂N、苯胺C₆H₇N、丙烯腈C₃H₃N中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管的双功能氧电极催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的煅烧气氛为惰性气体。

7.一种N、S共掺杂多孔碳包覆碳纳米管的双功能氧电极催化剂，其特征在于，双功能氧电极催化剂是由权利要求1-6任一所述的制备方法制备得到的。