[发明专利]Fe-NPS共掺杂的多孔碳微球的制备及其作为ORR催化剂的应用

摘要

本发明涉及Fe‑NPS共掺杂的多孔碳微球的制备及其作为ORR催化剂的应用，本发明采用溶剂热法制备出80nm Fe₃O₄磁性微球，并直接以此为模板制备Fe₃O₄@PZS核壳微球，经碳化、酸化得到Fe‑NPS共掺杂的多孔碳微球。本发明中Fe₃O₄既为反应的模板也为Fe源，无需额外的Fe掺杂源，制备的碳微球粒径均匀，具有多孔特性，同时掺杂了Fe、N、P和S多种元素，具有良好的ORR催化活性。

主权项

1.Fe‑NPS共掺杂的多孔碳微球作为ORR催化剂的应用，其特征在于，包括以下步骤：①在单口瓶内加入六氯环三磷腈和对羟基二苯砜两种单体，加入乙腈作为溶剂，超声10min使其完全溶解；②向步骤①得到的溶液中加入由溶剂热法制备的直径为80nm的Fe₃O₄，超声10min使其均匀分散，用橡皮塞将单口瓶封口，用注射器迅速注入三乙胺作为缚酸剂，10s形成白色乳液，然后50Hz超声，继续反应3小时，然后8000rpm离心10min收集粒子，分别用丙酮、乙醇和去离子水洗涤2次，最终的产物在真空烘箱中40℃干燥；③将步骤②得到的产物在管式炉中氮气氛围下碳化处理1h，将碳化后的样品用0.5mol/L H₂SO₄处理12h，然后8000rpm离心10min收集，用乙醇洗涤2次，最终的产物在真空烘箱中40℃干燥；④取5.0mg步骤③得到的样品，加入1mL乙醇和100μL质量分数为10％的Nafion溶液，超声30min，使其分散均匀，得到催化剂溶液，用电化学工作站测试其ORR催化活性，电解质为O₂饱和的0.1M KOH，扫描速率10mV s^‑1，旋转速度为1600rpm。