[发明专利]一种铁/铜氮杂石墨烯锌空气电池阴极催化剂的制备方法和应用

摘要

本发明属于锌空气电池领域，公开了一种铁/铜氮杂石墨烯锌空气电池阴极催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将羟基氧化铁、氢氧化铜与氧化石墨烯和石墨相氮化碳(g‑C3N4)混合，加入海藻酸钠制得凝胶；(2)将上述凝胶放入一端封闭的石英管中，用离心泵抽真空后，将石英管放入750‑950℃的马弗炉中煅烧10‑20min，再室温冷却；(3)将上步骤得到的黑色固体在盐酸中浸渍8‑12h并保持在50‑80℃，然后用去离子水和乙醇洗涤至中性后干燥，将干燥后的黑色粉末置于一端封闭的石英管中，抽真空后在750‑850℃下煅烧10‑20min，冷却后得到铁/铜氮杂石墨烯。本方法便捷高效，所制备出的催化剂为无定型结构，其电催化氧还原活性高，稳定性好，具有非常高的应用前景。

主权项

1.一种铁/铜氮杂石墨烯锌空气电池阴极催化剂的制备方法,其特征在于所述方法包括以下步骤：(1)将六水合三氯化铁和氢氧化钠溶于去离子水中，超声至均匀分散后，将混合溶液转移至反应釜中在80‑120℃水热反应2‑6h，冷却至室温后，洗涤干燥得到羟基氧化铁FeOOH前驱体；(2)将二水合氯化铜溶于去离子水中，再加入聚乙二醇，搅拌至溶解后，加入氢氧化钠溶液，室温搅拌半小时后，洗涤干燥，得到氢氧化铜Cu(OH)₂前驱体；(3)将尿素置于管式炉中，在氩气气氛下，在500‑700℃煅烧4‑8h得到石墨相氮化碳g‑C₃N₄；(4)分别称取FeOOH和Cu(OH)₂溶于去离子水中，超声20‑40min后将其加入氧化石墨烯水分散液，超声分散；再称取g‑C₃N₄溶于去离子水中超声分散后，将g‑C₃N₄溶液加入FeOOH/Cu(OH)₂/GO混合溶液，搅拌均匀后，加入海藻酸钠，继续搅拌4‑6h后在40‑60℃的烘箱中干燥8‑12h得到凝胶；(5)将步骤(4)所得凝胶放入一端封闭的石英管中，用离心泵除去管中的空气，密闭后将石英管放入750‑950℃的马弗炉中煅烧10‑25min，再室温冷却；(6)将步骤(5)得到的黑色固体浸渍于盐酸溶液中8‑12h并保持在50‑80℃，然后用去离子水和乙醇洗涤至中性后干燥，将干燥后的黑色粉末置于一端封闭的石英管中，抽真空后在750‑950℃下煅烧10‑20min，冷却后得到铁/铜氮杂石墨烯锌空气电池阴极催化剂。