[发明专利]一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法与应用

权利要求书

1.一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯加入有机溶剂中并超声处理，然后加入无机碱并搅拌，接着加入磺酰氯并加热搅拌，反应完毕后冷却至室温，除去溶剂后洗涤、离心分离、干燥，然后升温煅烧，冷却至室温，得到硫掺杂还原氧化石墨烯；

(2)将卟吩和金属盐加入到有机溶剂中，加热回流，得到金属卟啉溶液；

(3)将硫掺杂还原氧化石墨烯加入到金属卟啉溶液中并超声处理，然后转移到高压釜中反应，反应完毕后离心分离、洗涤、干燥，得到金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯中的一种或几种；所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾、氢氧化钾中的一种或几种；所述磺酰氯为对甲苯磺酰氯、苯基磺酰氯、甲基磺酰氯、苄基磺酰氯中的一种或几种；所述洗涤使用的溶剂为去离子水、甲醇溶液、乙醇溶液中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氧化石墨烯与所述无机碱和所述磺酰氯之间的质量比为1：(2-4)：(2-6)。

4.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声处理时间为10-40分钟，所述搅拌时间为1-4小时，所述加热温度为60-100℃，加热搅拌时间为8-12小时，所述升温煅烧采用管式气氛炉在惰性气体保护下进行升温煅烧，升温速率为3-10℃/分钟，升温至600-900℃，升温后保持2-4小时。

5.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、四氢呋喃中的一种或几种；所述卟吩为间-四(4-甲苯基)卟吩、间-四(4-苯基)卟吩、间-四(4-噻吩基)卟吩、间-四(4-吡啶基)卟吩中的一种或几种；所述金属盐为六水合氯化钴、六水合氯化铁、六水合氯化镍中的一种或几种；所述卟吩与所述金属盐的质量比为1:1-2。

6.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述加热温度为80-120℃，回流时间为8-12小时。

7.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述超声处理时间为10-40分钟，所述高压釜中的反应温度为80-120℃、反应时间为8-12小时。

8.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述硫掺杂还原氧化石墨烯与所述金属卟啉溶液按照1㎎硫掺杂还原氧化石墨烯加入0.4-1.0ml金属卟啉溶液。

9.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述洗涤使用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺溶液、四氢呋喃溶液、去离子水、甲醇溶液、乙醇溶液中的一种或几种。

10.一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的应用，其特征在于，该电催化剂应用于金属-空气电池或燃料电池中阴极氧还原反应。