[发明专利]一种Fe-N-C复合催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种Fe-N-C复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括:

S1.制备掺杂Fe的ZIF-8，作为产物A；制备α-MnO₂纳米棒，作为产物B；

S2.将产物A热解为Fe-N-C催化剂，作为产物C；

S3.将产物C与产物B混合，得到Fe-N-C/α-MnO₂-x复合催化剂，其中x为α-MnO₂纳米棒的质量分数。

2.根据权利要求1所述Fe-N-C复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述制备掺杂Fe的ZIF-8，作为产物A的方法包括：首先，将2-甲基咪唑和碘化钾溶于甲醇溶剂A中，得到溶液A；将四水氯化亚铁和六水硝酸锌溶于甲醇溶剂B中，得到溶液B；然后，将在搅拌条件下将溶液B逐滴加入溶液A中，并持续搅拌至得到目标产物A；最后分离沉淀产物，将沉淀产物在惰性气体氛围下用甲醇洗涤后，真空干燥，干燥完毕获得所述掺杂铁的ZIF-8。

3.根据权利要求2所述Fe-N-C复合催化剂的制备方法，其特征在于，以碘化钾的添加摩尔量为1份，则：2-甲基咪唑的添加摩尔量为38–42份，甲醇溶剂A的添加摩尔量为1000–2000份，四水氯化亚铁的添加摩尔量为1.2–1.3份，六水硝酸锌的添加摩尔量为8–12份，甲醇溶剂B的添加摩尔量为1000–2000份。

4.根据权利要求1所述Fe-N-C复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述所述制备α-MnO₂纳米棒，作为产物B的方法包括：首先将高锰酸钾和浓盐酸溶于去离子水中，剧烈搅拌后的混合物A；然后将混合物A转移到加热装置中，加热至130–150℃，恒温10–14h，得到加热产物；之后将加热产物冷却至室温后通过离心法收集沉淀物，并用蒸馏水洗涤掉多余的盐酸，得到洗涤产物；最后烘干洗涤产物得到α-MnO₂纳米棒。

5.根据权利要求4所述Fe-N-C复合催化剂的制备方法，其特征在于，以高锰酸钾的添加摩尔量为1份，则：浓盐酸的添加摩尔量为4.2–4.5份，去离子水的添加摩尔量为500–600份。

6.根据权利要求1所述Fe-N-C复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2所述将产物A热解为Fe-N-C催化剂的方法为：首先将产物A装入船舟中，用己烷浸润，得到混合物B；然后混合物B转移至管式炉中，于惰性气体氛围下进行热解；所述热解的方法为：

(1)控制室温至120℃时的升温速率为1–2℃·min^-1；

(2)控制120℃至900℃时的升温速率为4–6℃·min^-1；

(3)于900℃下，恒温160–200min；

(4)自然冷却至室温后，得到产物C。

7.根据权利要求1所述Fe-N-C复合催化剂的制备方法，其特征在于，通过控制产物C与产物B的添加比例，使x满足x＝5–30。