[发明专利]一种以ZIF-8为基底掺杂铁原子的Fe-N/C-20的合成方法

摘要

本发明公开了一种以ZIF‑8为基底，掺杂铁原子的Fe‑N/C‑20的合成方法及其在碱性、中性、酸性电解液中催化氧还原反应的应用。该方法主要包括以下步骤：室温下在甲醇溶剂中合成形貌规整的ZIF‑8；将上述的ZIF‑8分散在甲醇中，先后加入一定的无水邻菲罗啉，七水合硫酸亚铁，将形成的邻菲罗啉铁和ZIF‑8搅拌蒸干，将得到的红色固体研磨成粉；将上述粉末在氩气惰性气氛下，900℃高温热解2个小时，制备出Fe‑N/C‑20。本发明提供一种制备简单，且能广泛应用的一种氧还原反应催化剂，该催化剂在碱性，中性，酸性条件下都具备优异的催化氧还原性能，能够适用于不同的场合。

主权项

1.一种以ZIF‑8为基底掺杂铁原子的Fe‑N/C‑20的合成方法，包括以下步骤：(1)ZIF‑8的合成：先取Zn(NO3)2·6H2O溶于甲醇中；然后再取二甲基咪唑溶于甲醇中，然后将其快速倒入Zn(NO3)2·6H2O的甲醇溶液中，剧烈搅拌，室温反应16h。将得到的白色沉淀物离心后甲醇洗涤数次，然后60℃真空过夜干燥，得到白色固体粉末ZIF‑8；(2)掺杂铁原子的Fe‑N/C‑20前驱体的合成：将所述步骤(1)中的白色固体粉末ZIF‑8研磨成粉，取研磨后的粉末和无水邻菲罗啉放入到烧杯中并加入甲醇，搅拌30min后加入适量FeSO4·7H2O，然后经过70℃油浴蒸干，研磨后得到红色固体粉末，即得Fe‑N/C‑20前驱体；(3)掺杂铁原子的Fe‑N/C‑20的合成：取通过所述步骤(2)制得的Fe‑N/C‑20前驱体适量置于管式炉中，在惰性气体氛围下高温碳化得到蓬松的黑色固体，将蓬松的黑色固体碾磨成粉末，得到Fe‑N/C‑20。