[发明专利]一种钴氮共掺杂介孔碳球电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将四水合醋酸钴、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈和气相二氧化硅共同溶解在溶剂中，充分搅拌、混合均匀；

(2)将混合物溶液加入注射器中，以铝箔作为接受装置，进行静电纺丝，得到的聚合物纤维球；

(3)先将聚合物纤维球进行预氧化，接着进行煅烧，最后将煅烧后的样品进行刻蚀除去气相二氧化硅，干燥后，得到钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺，所述的四水合醋酸钴、气相二氧化硅、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为(1-5):(3-6):(3-6):(3-10)，所述的四水合醋酸钴和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:(5-20)。

3.根据权利要求1所述的一种钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌的温度为25-35℃。

4.根据权利要求1所述的一种钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的工作电压为8-22kV，接收距离为10-20cm，流速0.05-5mL/h。

5.根据权利要求1所述的一种钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述预氧化的气氛为氧气，温度为200-300℃，时间为1-5h。

6.根据权利要求1所述的一种钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的气氛为惰性气体氛围，包括氮气或氩气，温度为600-1200℃，时间为1-6h。

7.根据权利要求1所述的一种钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述刻蚀的刻蚀剂包括浓度为5-20ωt％的氢氟酸溶液，所述的煅烧后的样品在刻蚀剂中浸泡时间为4-12h。

8.根据权利要求1所述的一种钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥的氛围为真空，温度为40-80℃，时间为3-12h。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂。

10.一种如权利要求9所述的钴氮共掺杂介孔碳球非贵金属氧还原电催化剂在燃料电池中的应用。