[发明专利]一种Fe2

说明书

本发明公开了一种Fe₂P‑Fe₃P‑FeS负载g‑C₃N₄的电催化氧还原催化剂及其制备方法，制备方法为：步骤1、g‑C₃N₄的制备；步骤2、称取g‑C₃N₄加入甲醇中，混合均匀得到混合溶液A；再称取六氯环三磷腈和4,4′‑二羟基苯砜加入甲醇中搅拌溶解得到混合溶液B；步骤3、将混合溶液B缓慢加入混合溶液A中，搅拌混合均匀得到混合溶液C，然后称取Fe(NO₃)₃加入混合溶液C中，搅拌均匀后加入三乙胺继续磁力搅拌均匀，得混合溶液D；步骤4、将混合溶液D转移至反应釜中在120～180℃条件下反应12～24h；步骤5、抽滤，收集固体产物，洗涤、干燥后，再置于真空管式炉中升温至550～650℃煅烧，得到Fe₂P‑Fe₃P‑FeS负载g‑C₃N₄的电催化氧还原催化剂。

技术领域

本发明涉及电催化技术，具体涉及一种Fe₂P-Fe₃P-FeS负载g-C₃N₄的电催化氧还原催化剂及其制备方法。

背景技术

随着传统能源的消耗殆尽，新能源的开发利用迫在眉切，氢能因极高的燃烧热值和绿色清洁被认为是未来的新能源。电解水制氢是最方便、最具前景的制氢方式，然而分解水需要利用催化剂克服过高的反应势垒，目前，商业化的析氢催化剂仍以Pt基材料为主，由于价格昂贵、储量低、循环稳定性不好，大量工作致力于开发价格低廉、高活性的非贵金属催化剂。

通过电化学转化途径将地球上储备丰富的水资源转化为更高价值的产品(氢气、氧气等)是一个很有潜力的可持续新能源发展方向。这一能源的开发和利用可实现以“水”、“氢气”和“氧气”为循环利用的能量转换体系，实现真正意义上的“零排放”。在这种能源转换体系中存在几个核心反应，即氧还原反应(ORR)、氧气析出反应(OER)和氢气析出反应(HER)，但这些反应的动力学迟缓，能量壁垒极高，严重降低了反应速率和转化效率，通常需要电催化剂以降低反应的能量壁垒并提高反应速率，传统的电催化剂多为贵金属催化剂，如对HER及ORR具有高催化活性的铂基催化剂，但贵金属催化剂由于储量稀少、价格昂贵和稳定性差等因素而不能规模化应用。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种新型的电催化材料，由于其稳定的化学性质、安全性、廉价的原料和简单的合成方法而受到世界各国的广泛关注。g-C₃N₄有五种结构：α-C₃N₄、β-C₃N₄，c-C₃N₄(立方体)，p-C₃N₄(赝立方体)，g-C₃N₄。其中g-C₃N₄被确定为室温下最稳定的相，呈黄色粉末。与传统有机半导体不同，g-C₃N₄具有独特的电子结构和优异的化学稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电催化性能优异且微观形貌可调的Fe₂P-Fe₃P-FeS负载g-C₃N₄的电催化氧还原催化剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供一种Fe₂P-Fe₃P-FeS负载g-C₃N₄的电催化氧还原催化剂的制备方法，包括如下步骤：