[发明专利]氮硫双掺杂碳材料双功能氧催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种氮硫双掺杂的碳材料双功能氧催化剂及其制备方法和在碱性介质中对氧气的电催化应用。该催化剂以海洋多糖海藻酸钠为碳源，以硫脲为氮和硫原子的来源，在惰性气氛下高温煅烧将电负性的N和S进行双掺杂，得到了氮硫双掺杂的碳材料电催化剂。该催化剂由于杂原子的双掺杂晶体结构发生了变化，比表面积和催化位点得到了增加，同时具有较高的析氧(OER)和氧还原(ORR)催化活性，有效降低了OER和ORR的过电位，其ORR过程大部分为4电子催化机理，是较为理想的ORR反应过程，且具有良好的稳定性和优异的甲醇耐受性，所用原料成本低、制备方法简单，易于操作，便于大规模生产。

主权项

一种氮硫双掺杂碳材料双功能氧催化剂，其特征在于所述催化剂是以海洋多糖海藻酸钠为碳源，以硫脲为氮和硫源，在惰性气氛下高温煅烧后充分研磨而制得，所述海藻酸钠记为SA，所述碳材料记为C，所述氮硫双掺杂碳材料记为N‑S‑C；所述氮硫双掺杂碳材料双功能氧催化剂的制备方法，其特征在于其具体步骤如下：称取一定质量的硫脲和海藻酸钠，使其质量比为0.25～2.00:1，使其混合均匀，充分研磨；然后放在瓷舟中置于石英管式炉中，在氮气氛围下以5℃/min的速率加热，先升高到200℃加热1h，再于600～800℃煅烧2h，将所得样品再次研磨，所得产物即为N‑S‑C。