[发明专利]一种基于ZIF-8的硼，氮共掺杂非金属碳基氧还原电催化剂的制备方法

摘要

一种基于ZIF‑8的硼，氮共掺杂非金属碳基氧还原电催化剂的制备方法。本发明首先，通过控制晶体的合成条件得到ZIF‑8前驱体，然后将前驱体晶体与苯硼酸小分子通过溶剂混合，搅拌，形成均匀分散的混合材料，最后在管式炉中高温碳化，得到黑色粉末碳材料，无需进一步后处理，即得到硼，氮共掺杂非金属碳基催化剂。本发明的优点主要有：材料来源丰富，成本较低，所制备的材料氧还原催化活性高，具备良好的稳定性，甲醇耐受性，具有广阔的应用前景和实用价值。

主权项

1.一种基于ZIF‑8的硼，氮共掺杂非金属碳基氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于：其具体制备方法如下：步骤一、前驱体ZIF‑8材料的制备：称取0.117g的六水合硝酸锌，溶解于10mL的蒸馏水中，超声使其完全溶解，得到六水合硝酸锌溶液；另称取2.270g的2‑甲基咪唑，溶解于90mL的蒸馏水中，超声使其完全溶解，得到2‑甲基咪唑溶液；将上述得到的两种溶液混合搅拌，室温下反应12h得到ZIF‑8溶液，将得到的ZIF‑8溶液置于离心机中离心8min，得到含有溶剂水和硝酸锌、2‑甲基咪唑杂质的ZIF‑8固体，将含有溶剂水和硝酸锌、2‑甲基咪唑杂质的ZIF‑8固体用甲醇超声洗涤3‑5次，60℃真空干燥箱中干燥12h；得到祛除了硝酸锌与2‑甲基咪唑杂质的ZIF‑8固体；将上述得到的祛除了硝酸锌与2‑甲基咪唑的ZIF‑8固体，在200℃抽真空活化2h；得到0.2g纯的ZIF‑8固体；步骤二、催化剂前驱体的制备：称取0.008g的苯硼酸固体及上述得到0.2g纯的ZIF‑8固体；将上述两种固体置于100mL甲醇溶液中，在室温下，搅拌12h得到掺杂有苯硼酸的ZIF‑8溶液，在离心机中，将得到的掺杂有苯硼酸的ZIF‑8溶液在转速为1000rpm的离心速度下，离心20min，50℃真空干燥12h；得到含有苯硼酸的ZIF‑8前驱体；步骤三、硼，氮共掺杂电催化氧还原多孔碳材料的制备：将上述得到含有苯硼酸的ZIF‑8前驱体放入管式炉，在氮气氛围中，以5℃每分钟升温到恒温1000℃，并保持在该温度2h后，以5℃每分钟冷却至室温，获得硼，氮共掺杂非金属碳基氧还原电催化剂。