[发明专利]一种铁、钴、氮共掺杂炭催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种铁、钴、氮共掺杂炭催化剂及其制备方法和应用，采用铁/钴双金属沸石咪唑酯骨架材料作为前驱体，通过高温热解制备得到铁、钴、氮共掺杂炭催化剂；其中，铁/钴双金属沸石咪唑酯骨架材料是在无氧环境下采用硫酸亚铁、硝酸钴和2‑甲基咪唑在溶剂中进行自组装反应制得。本发明制备的铁、钴、氮共掺杂炭催化剂具有优于商业化Pt/C的氧气还原催化活性、电化学稳定性以及抗甲醇中毒能力，同时具有成本低廉、制备方法简单且可实现批量生产等优点。本发明涉及的催化剂可广泛应用于燃料电池、金属‑空气电池等领域。

主权项

1.一种铁、钴、氮共掺杂炭催化剂的制备方法，其特征在于，采用铁/钴双金属沸石咪唑酯骨架材料作为前驱体，通过高温热解制备得到铁、钴、氮共掺杂炭催化剂；其中，铁/钴双金属沸石咪唑酯骨架材料是在无氧环境下采用硫酸亚铁、硝酸钴和2-甲基咪唑在溶剂中进行自组装反应制得；包括以下步骤：/n（1）将硝酸钴和硫酸亚铁按一定铁/钴摩尔比例加入到溶剂中，在惰性气氛中分散1-5min，搅拌5-10 min；/n（2）将2-甲基咪唑加入溶剂中，惰性气氛中分散1-5 min使其均匀；/n（3）将（1）与（2）形成的溶液在惰性气氛中搅拌混合均匀后静置，得到蓝红色液体；/n（4）将上述溶液抽滤，经甲醇洗涤、干燥得到蓝红色粉末，即为铁/钴双金属沸石咪唑酯骨架材料；/n（5）将上述铁/钴双金属沸石咪唑酯骨架材料在惰性气氛中以1-10 ^oCmin^-1 升温至700-1000^oC，保温1-3h，待冷却至室温，研磨后得到铁、钴、氮共掺杂炭催化剂。/n