[发明专利]一种铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜，其特征在于：所述薄膜的基底为FTO导电玻璃，在FTO导电玻璃上沉积一层铁掺杂的四氧化三钴纳米复合材料，该材料由上层的纳米花状结构和下层的三维多孔结构构成。

2.根据权利要求1所述的铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将Co(NO₃)₂·6H₂O、 FeCl₂·4H₂O和 KCl配置成100ml的稀溶液，配制后溶液超声10min，

其中，Co(NO₃)₂·6H₂O：FeCl₂·4H₂O：KCl的摩尔比为（1~10）：1：2；

2）将FTO导电玻璃依次经洗衣粉水、二次蒸馏水、乙醇、超纯水超声清洗后，在氮气环境下吹干，得到处理干净后的FTO导电玻璃；

3）运用三电极体系将步骤2）处理干净的FTO导电玻璃作为工作电极，在步骤1）所得的溶液中进行恒电位沉积，沉积电位为-1.0~-0.6V，沉积时间为400~800s；

4）将步骤3）所得沉积有铁掺杂的四氧化三钴纳米材料的FTO导电玻璃用超纯水冲洗两次，自然晾干后置于管式炉中350~500°C热退火3~4.5h，即得铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜。

3.根据权利要求2所述的铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜的制备方法，其特征在于：所述Co(NO₃)₂·6H₂O：FeCl₂·4H₂O：KCl的摩尔比为5：1：2。

4.根据权利要求2或3所述的铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中的乙醇采用体积分数为95%-99.5%的乙醇。

5.根据权利要求2或3所述的铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中，沉积电位为-0.8V，沉积时间为600s。

6.根据权利要求2或3所述的铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中，将步3）沉积所得的纳米薄膜在400°C热退火4h。

7.根据权利要求1所述的铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜作为碱性燃料电池中的阴极催化剂的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述铁掺杂的四氧化三钴纳米薄膜用于氧气的电催化还原。