[发明专利]一种双功能催化材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种制备双功能催化材料的方法，所述方法包括以下步骤：

S1：制备NaCl模板

研磨NaCl晶体，获得粒径为0.1-10μm的NaCl模板；

S2：混合

在搅拌下，按NaCl:金属化合物的摩尔比为3-10:1的比例，将所述NaCl模板和金属化合物在有机溶剂中混合，混合均匀后烘干，烘干后研磨得到NaCl和金属化合物的粉末状混合物，

所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇及其组合，

所述金属化合物为钴金属化合物或锌金属化合物，且能够溶于所述有机溶剂中；

S3：形成前驱体

搅拌下，将2-甲基咪唑与步骤S2得到的粉末状混合物加入有机溶剂中，在室温下反应0.5-5h后，静置2-24h，然后进行烘干，经研磨得到粉末状前驱体，

其中所述粉末状混合物中的金属化合物:2-甲基咪唑的摩尔比为1:1-20，且

S3采用的有机溶剂与S2采用的有机溶剂相同或不同，并选自甲醇、乙醇、异丙醇及其组合；

S4：热解碳化

在惰性气体气氛下，将所述粉末状前驱体在500-2000℃的温度下热解碳化；

S5：洗涤

将S4步骤中经热解碳化后得到的物质用稀无机酸溶液和纯水洗涤，以去除游离的金属离子和NaCl模板，烘干后得到所述催化材料；

其中，所述稀无机酸溶液为稀盐酸溶液、稀硫酸溶液或稀硝酸溶液。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

在步骤S1中，所得NaCl模板的粒径为1-5μm；

在步骤S2中，NaCl:金属化合物的摩尔比为3-6:1；

在步骤S3中，所述金属化合物:2-甲基咪唑的摩尔比为1:2-20；

在步骤S4中，所述前驱体在500-1000℃的温度下热解碳化。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤S1中采用球磨机通过球磨来研磨NaCl晶体，且所述球磨机的转速为300-1000rpm，球磨时间为2-6h。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤S2中采用的所述金属化合物为含钴化合物，且所述含钴化合物选自硝酸钴、氧化钴、硫酸钴、乙酸钴及其水合物。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述含钴化合物为六水合硝酸钴，且六水合硝酸钴在所述有机溶剂中的浓度为0.10-0.50mol/L。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤S3中，2-甲基咪唑在所述有机溶剂中的浓度为0.25-5.0mol/L，且在50-100℃的温度下烘干。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤S4中，先按3-8℃/min的升温速率，使温度达到500-2000℃的热解碳化温度，然后，在该温度下保持0.5-5h。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法制备的双功能催化材料。

9.一种电池阴极，所述阴极包含权利要求8所述的双功能催化材料。

10.一种锌空气电池，所述锌空气电池包含权利要求9所述的阴极。