[发明专利]一种过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂的制备方法与应用

权利要求书

1.一种过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）将过渡金属盐和碳源加入分散剂中并搅拌，得到分散液；

（2）将硫源、氮源、模板剂和石墨烯加入分散液中并搅拌，得到混合物料；所述硫源与所述氮源为同一种物质；

（3）将所述混合物料加热搅拌除去分散剂，然后干燥，冷却，研磨，得到细小颗粒；

（4）在惰性气体保护下，将所述颗粒煅烧，然后冷却，洗涤，离心，干燥，得到过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂；

步骤（1）中所述过渡金属盐为六水合氯化钴、六水合氯化铁、六水合氯化镍中的任一种；所述碳源为氨基酸；所述分散剂为去离子水；所述过渡金属盐与所述氨基酸的质量比为（0.5-1）：1；所述碳源与所述分散剂的质量体积比为3-10mg/mL；所述搅拌为磁力搅拌，且搅拌时间为1-3小时；所述氨基酸为L-瓜氨酸、L-胱氨酸、L-蛋氨酸、L-精氨酸、D-氨基葡萄糖盐酸盐中的任一种；所述的模板剂为氯化钠、氯化钾、硫酸钠中的任一种。

2.根据权利要求1所述的一种过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述硫源和所述氮源为同一种物质且为硫脲；所述搅拌为磁力搅拌，且搅拌时间为2-6小时；所述硫脲与所述模板剂的质量比为1：（20-30）；所述硫脲与所述石墨烯的质量比为2:1；所述模板剂与所述分散液的质量体积比为0.1-0.2g/mL。

3.根据权利要求1所述的一种过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）将所述混合物料在60-90℃的油浴条件下搅拌1-2小时除去分散剂，然后在60-80℃下真空干燥1-3小时，干燥后冷却至室温，冷却后研磨，得到细小颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）在惰性气体保护下，将所述颗粒置于管式炉内进行升温煅烧，升温至600-900℃，升温后保持2-4小时，煅烧后冷却至室温，然后用去离子水洗涤，接着离心分离，最后在60-80℃下干燥1-3小时，得到过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂。

5.根据权利要求4所述的一种过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂的制备方法，其特征在于，升温速率为3-10℃/min。

6.一种过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂的应用，其特征在于，将权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的过渡金属及硫氮共掺杂的大孔碳电催化剂用于锌-空气电池中。