[发明专利]一种具有双壳结构锌空电池催化剂的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种具有双壳结构锌空电池催化剂的制备方法及其应用，属于锌空电池催化剂技术领域。具体过程为：将二甲基咪唑和硝酸银溶于蒸馏水中待达到螯合平衡，加入硫源化合物，常温下合成无定形Ag₂S纳米棒，并将其引入到ZIF‑8的合成体系中，得到灰色中间产物，再将灰色中间产物引入到ZIF‑67的合成体系中，最终合成双壳结构Ag₂S@ZIF‑8@ZIF‑67锌空电池催化剂。本发明中无定形Ag₂S纳米棒表面包覆着ZIF‑8和ZIF‑67双壳层，这种特殊形貌结构不仅可以提高无定形Ag₂S的稳定性，防止其发生团聚，而且三组分之间的协同效应还实现了在非煅烧条件下具有较高的OER和ORR双功能电催化活性，具有环保节能、性能突出的技术优势。

主权项

1.一种具有双壳结构锌空电池催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将二甲基咪唑与硝酸银溶于蒸馏水中，搅拌混合均匀后于25℃遮光静置4~10h以达到螯合平衡形成螯合平衡液，向上述螯合平衡液中加入硫源化合物后于25℃遮光静置6~8h得到黑褐色均匀稳定的溶液，经无水乙醇洗涤多次后得到无定形Ag2S纳米棒并超声分散于醇溶液中得到备用液，其中硫源化合物为硫代乙酰胺、硫脲、硫化钠、硫粉、硫化铵或硫代硫酸钠；步骤S2：向步骤S1得到的备用液中加入硝酸锌和二甲基咪唑，搅拌混合均匀后于室温静置24~36h，待反应结束后用体积比为1:1的无水乙醇和丙酮的混合液洗涤多次，然后真空干燥得到灰色中间产物；步骤S3：将步骤S2得到的灰色中间产物超声分散于20mL甲醇溶液中，待分散均匀后加入硝酸钴和二甲基咪唑，搅拌20~40min后转移至聚四氟乙烯水热反应釜中于100℃水热反应8~12h，待反应结束后用甲醇洗涤多次，然后真空干燥得到淡紫色具有双壳结构的Ag2S@ZIF‑8@ZIF‑67锌空电池催化剂。