[发明专利]一种3D结构Fe/Fe3

权利要求书

1.一种3D结构Fe/Fe₃C@FeNC双功能氧电催化剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

(1)制备Fe₂O₃微球：将铁盐分散到溶剂中，然后将混合液转移到反应容器中，在160～220℃下反应6～24h，洗涤、干燥处理后，在空气气氛中升温至350～450℃，保温2-5h，得到3D结构的Fe₂O₃微球；

(2)制备Fe₂O₃@PDA：将步骤(1)制备的Fe₂O₃微球分散于去离子水中，加入三羟甲基氨基甲烷和多巴胺，搅拌反应2-10h，获得Fe₂O₃@PDA材料；

(3)制备g-C₃N₄：将三聚氰胺或者尿素在空气气氛下，升温至500～600℃，保温2～6h，得到g-C₃N₄；

(4)制备Fe/Fe₃C@FeNC微球催化剂：将步骤(2)得到的Fe₂O₃@PDA与步骤(3)制备的g-C₃N₄研磨混合后，置于反应炉中，于惰性气氛下升温至600～700℃，煅烧0.5～3h，得到Fe/Fe₃C@FeNC双功能氧电催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述铁盐包括硝酸铁、硫酸铁、氯化铁；铁盐的浓度为0.01～1mM，溶剂为丙三醇、异丙醇和去离子水的混合溶液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂中丙三醇、异丙醇和去离子水的体积比为(5～10)：(60～80)：1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应容器为高压反应釜；所述洗涤为依次使用酒精和去离子水洗涤2～5次；升温速率为1～3℃min^-1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中Fe₂O₃微球与去离子水的质量比为(0.5～2)：1，Fe₂O₃微球、三羟甲基氨基甲烷和多巴胺的质量比为(2～6)：1：(2～4)。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)的具体步骤为将三聚氰胺或者尿素加入到石英舟里，置于管式炉中，在空气气氛下，升温至500～600℃，升温速率为3～6℃min^-1，保温2～6h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述Fe₂O₃@PDA与g-C₃N₄的质量比为(50：1)～(1：2)。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的反应炉为管式炉，所述的惰性气体包括氩气、氦气、氮气；升温速率为1～3℃min^-1。

9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的3D结构Fe/Fe₃C@FeNC双功能氧电催化剂。

10.权利要求9所述的3D结构Fe/Fe₃C@FeNC双功能氧电催化剂在燃料电池或/和金属空气电池中的应用。