[发明专利]基于ZIF-8的镍铁氮掺杂碳材料三功能电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于ZIF-8的镍铁氮掺杂碳材料三功能电催化剂，其特征在于，具有核壳结构，由包含铁元素和镍元素的纳米粒子组成核层，由氮掺杂的碳材料组成壳层；所述铁元素的掺杂量为0.4～0.6％，镍元素的掺杂量为0.21～0.33％，氮元素的掺杂量为2～4％；所述铁元素以Fe₃O₄的形式存在；镍元素以NiO和单质Ni的形式存在，NiO和单质Ni的质量比为(9.78～15.2)：1；所述电催化剂为正十二面体形状，外表面粗糙，比表面积为303.62～516.26m²g^-1，尺寸为200～500nm；

所述镍铁氮掺杂碳材料三功能电催化剂的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：

(1)将泡沫镍和三价铁盐在有机溶剂中进行混合，发生氧化还原反应，得到氧化还原产物体系；

(2)将所述氧化还原产物体系与锌盐、2-甲基咪唑混合，进行水热反应，得到NiFeZn-ZIF前驱体；

(3)将所述NiFeZn-ZIF前驱体进行碳化处理，得到所述电催化剂。

2.根据权利要求1所述的镍铁氮掺杂碳材料三功能电催化剂，其特征在于制备方法中所述泡沫镍的镍元素、三价铁盐的铁元素、锌盐的锌元素与2-甲基咪唑的摩尔比为1：2:20:4.5；步骤(1)所述氧化还原反应的温度为30～40℃，时间为1.5～2.5h；步骤(2)所述水热反应的温度为120～160℃，所述水热反应的时间为5～8h；步骤(3)所述碳化处理的温度为850～950℃，所述碳化处理的时间为3～5h。

3.权利要求1或2任一项所述电催化剂在燃料电池或电解水技术领域中的应用。