[发明专利]一种铁氮共掺杂碳纳米管氧还原催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种铁氮共掺杂碳纳米管氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:将铁的氧化物、富含氮碳的氰胺类药品通过球磨法按照一定的质量比混合均匀得到前驱体粉末；

S2:将混合均匀的前驱体粉末置于热解装置中，使样品在半封闭状态下于流动惰性气体氛围中在不同温度下分两步热解，得到碳化后的黑色粉末；

S3:将黑色粉末样品进行酸洗纯化，真空干燥后即可得到铁氮共掺杂碳纳米管氧还原催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，铁的氧化物为三氧化二铁、四氧化三铁中的一种；所述富含氮碳的氰胺类药品为三聚氰胺、双氰胺、尿素中的一种或两种以上组合；所述铁的氧化物、富含氮碳的氰胺类药品的质量比为1:(1～10)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，采用球磨法混合物料时，球磨机的转速为100-300rpm/min，研磨时间为30-120min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，热解装置中装热解样品的瓷舟必须带非密封盖，保证热解过程的半封闭氛围；所述的惰性气体为氮气或氩气。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，热解过程的升温速度为5-10℃/min，热解第一阶段为350-400℃保温30min，热解第二阶段为700-900℃保温1-3h，降至室温后得到黑色粉末。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述酸洗纯化过程采用2-6M盐酸浸泡黑色粉末样品2-12h，再利用抽滤装置进行大量水洗纯化；真空干燥过程是在为80℃下对酸洗纯化后的样品干燥0.5-3h最终得到铁氮共掺杂碳纳米管氧还原催化剂。

7.一种铁氮共掺杂碳纳米管氧还原催化剂，其特征在于，所述的铁氮共掺杂碳纳米管氧还原催化剂是由权利要求1-6任一所述的制备方法制得的。

8.采用权利要求1-6任一所述的制备方法制得的铁氮共掺杂碳纳米管氧还原催化剂的应用，其特征在于，所述的铁氮共掺杂碳纳米管氧还原催化剂应用在燃料电池及金属-空气电池领域，用于催化氧还原反应。