[发明专利]一种制备N掺杂石墨烯包裹碳化铁电催化剂的方法

摘要

本发明是一种制备N掺杂石墨烯包裹碳化铁电催化剂的方法。本发明的目的在于提供一种具有优异氧还原性能的Fe₅C₂@NG催化材料及其制备方法，以提升燃料电池中阴极的催化反应活性并且减少贵金属Pt的使用。本发明的制备N掺杂石墨烯包裹碳化铁电催化剂的方法是：以石墨化氮化碳(g‑C₃N₄)为碳源和氮源，加入二茂铁为铁源，混合均匀后在N₂条件下煅烧，煅烧结束后用H₂SO₄处理，然后再次高温处理，即可得到Fe₅C₂@NG催化剂产品。采用本发明所制备的Fe₅C₂@NG催化剂产品，具有产品成本低、易控制、重复性好、可大规模生产等特点。

主权项

1.一种制备N掺杂石墨烯包裹碳化铁电催化剂的方法，其特征在于以g‑C₃N₄为碳源和氮源，二茂铁为铁源，通过管式炉高温煅烧得到相应的N掺杂石墨烯包裹碳化铁纳米复合物Fe₅C₂@NG，其特征在于制备Fe₅C₂@NG的方法包括以下步骤：⑴g‑C₃N₄的制备：称取5～15g三聚氰胺，放到坩埚中，并将坩埚用盖子盖住，然后将坩埚放入马弗炉里煅烧，煅烧温度为450～650℃，升温时间为1～3小时，保温时间为1～3小时，等马弗炉自然降温后即得到黄色块状粉末g‑C₃N₄；⑵Fe₅C₂@NG催化剂的制备：取上述制备的g‑C₃N₄ 0.1～0.3g，放到研钵里，并称取二茂铁固体0.1～0.3g也放入研钵中，经研磨将固体混合均匀，然后将混合均匀的固体放入石英罐中，并用盖子盖紧，随后将石英罐放入到管式炉里煅烧，煅烧气氛为N₂，煅烧温度为700～900℃，升温时间为1～3小时，保温时间为1～3小时，将产物分散到H₂SO₄溶液中，在室温中浸泡6～18小时，随后用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，60℃干燥箱中烘干，最后对用H₂SO₄处理过的产物进行二次煅烧，煅烧气氛为N₂，煅烧温度为700～900℃，升温时间为1～3小时，保温时间为1～3小时。