[发明专利]一种高稳定性双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种高稳定性双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将氧化石墨烯分散液超声分散后，加入M1、M2两种过渡金属盐溶液和钨酸钠溶液；混合搅拌后，转移到高压反应釜中进行水热反应，得到前驱体；

(2)称取细菌纤维凝胶加入步骤(1)制备的前驱体中，进行第一次搅拌，混合均匀；然后加入石墨相氮化碳，进行第二次搅拌，搅拌结束后，得到混合液；所述细菌纤维凝胶、前驱体和石墨相氮化碳的质量比为5～25：0.1～0.5：0.2～0.5；

将一定体积的混合液进行冷冻干燥，干燥后，将得到的产物加入坩埚中，加盖密封后将坩埚置于一端封口的石英管中，维持石英管内的压力值为-0.1Mpa，将石英管置于马弗炉中煅烧，煅烧的温度为700～900℃，时间为5～15min；煅烧后取出石英管，自然冷却至室温，将产物取出置入HCl溶液中酸洗；酸洗后的产物，再次加入坩埚中，加盖密封后将坩埚置于一端封口的石英管中，按照上述相同煅烧方法进行二次煅烧，煅烧后得到双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料，记作M1M2-WC/NC。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氧化石墨烯分散液的浓度1-3mg mL^-1；所述M1、M2两种过渡金属盐溶液的浓度均为10～40mmol L^-1；所述钨酸钠溶液的浓度为10～40mmol L^-1。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定性双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述M1过渡金属盐溶液、M2过渡金属盐溶液、钨酸钠溶液和氧化石墨烯分散液的用量比为1～10mL：1～10mL：1～10mL：20～40mg；所述M1、M2两种过渡金属盐溶液中的金属为Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定性双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合搅拌的时间为6～12h；所述水热反应的温度为120～160℃，时间为6～24h。

5.根据权利要求1所述的一种高稳定性双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述第一次搅拌的时间为3～5h；第二次搅拌的时间为6～12h。

6.根据权利要求1所述的一种高稳定性双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述冷冻干燥步骤前一定体积的混合液为30～60mL。

7.根据权利要求1所述的一种高稳定性双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述HCl溶液的浓度为1mol L^-1，酸洗的时间为6～12h。

8.根据权利要求1～7任一项所述的方法制备的双过渡金属掺杂碳化钨基锌空气电池阴极材料应用于锌-空气电池的用途。