[发明专利]一种微孔化铁-氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法

摘要

本发明属于能源转换与储存材料技术领域，提供了一种微孔化铁‑氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法。具体为一种液相原位可循环制备铁离子吸附的含氮聚合物前驱体方法，其中含氮聚合物产率高达98％以上，固‑液分离得到的Feions/N‑Polymer无需洗涤处理，直接通过熔盐外包、退火微孔化处理得到电催化氧还原性能优于商业化Pt/C催化剂的铁‑氮掺杂碳材料。固‑液分离后的滤液中含有极少的未聚合单体，滤液中的二价铁离子可以通过双氧水再次氧化成三价铁离子后进行Feions/N‑Polymer的循环制备，无废液排放，循环制备的铁‑氮掺杂碳材料具有和首次合成的铁‑氮掺杂碳材料相当的电催化氧还原催化性能。本发明方法实验条件温和、方法简单、重复性好、经济环保。

主权项

1.一种微孔化铁‑氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(a)将可溶性的三价铁源化合物溶于水中形成溶液，在搅拌条件下迅速倒入一定量的含氮聚合物单体，搅拌条件下，氧化聚合一段时间后进行固液分离，收集滤液和湿润固体，无需洗涤和干燥过程；(b)将步骤a得到的湿润固体与一定量的熔盐充分混合、干燥得到熔盐外包型前驱体；(c)将步骤b得到的熔盐外包型前驱体放入管式炉中，在惰性气体气氛下进行高温碳化处理得到碳化产物；(d)将步骤c得到的碳化产物进行粉碎、酸洗、水洗、干燥处理，得到微孔化铁‑氮掺杂碳材料(e)将步骤a固液分离得到的滤液与双氧水搅拌混合得到三价铁源溶液，然后重复(a)至(d)过程得到二次铁‑氮掺杂碳材料，以此类推，可循环制备不同批次的铁‑氮掺杂碳材料。