[发明专利]一种Fe2

说明书

本发明公开了一种Fesubgt;2/subgt;N/Fesubgt;2/subgt;P/FeS/C复合材料及其制备方法和应用，方法包括：1)取100～200mgHemin分散于125～150mL异丙醇得溶液A；2)按富勒烯与Hemin的质量比1：(1～2)取富勒烯分散于25～100mL邻二氯苯，过滤得溶液B；3)按体积比(2～3)：1将溶液A加入溶液B，抽滤得固体C；4)固体C放入培养皿冷冻干燥得Hemin/Csubgt;60/subgt;；5)取50～100mgHemin/Csubgt;60/subgt;分散于10～20mL甲醇得溶液D；6)以Hemin/Csubgt;60/subgt;的质量为准按质量比1：(2～3)：(4～6)取三聚氯化膦腈和4,4′‑二羟基二苯砜加入10～20mL甲醇溶解后得溶液E；7)将溶液E滴加至溶液D，再加入三乙胺，抽滤冷冻和干燥得到Hemin/Csubgt;60/subgt;@PZS；8)将Hemin/Csubgt;60/subgt;@PZS粉末铺展于磁舟中以2～5℃/min升温至700～850℃并保温使其充分热解碳化，得Fesubgt;2/subgt;N/Fesubgt;2/subgt;P/FeS/C复合材料，其具有优异的催化性能。

技术领域

本发明涉及能源催化技术技术领域，具体是一种Fe₂N/Fe₂P/FeS/C复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，燃料电池由于具有高能量密度、零碳排放和高的理论转换效率等优点而备受关注。但阴极氧还原反应(ORR)的速率非常缓慢，很大程度上降低了燃料电池的功率转换密度及转换效率，并且碳基非贵金属氧还原电催化剂的催化效率较低，已经无法供应人们的日常所需。

为此，研究人员在不断探索，期望把电催化剂的催化效率提高至更高的水平。基于现如今氧还原电催化体系，其材料的催化活性很大程度上取决于表面的活性位点数量，且杂原子的引入能够有效的改善碳材料表面的极性，在电化学反应过程中可以提供更多的活性位点，从而节约了电催化剂的制备成本。

金属卟啉配合物是一种具有刚性大环共轭体系的分子，拥有丰富的可修饰性，并且物理化学性质稳定，是作为本身含有氮原子的良好基底，而铁卟啉广泛存在于生命体之中，将其作为分子受体有着不可忽视的裨益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Fe₂N/Fe₂P/FeS/C复合材料及其制备方法和应用，不仅制备工艺简单，而且制备出的Fe₂N/Fe₂P/FeS/C复合材料作为氧还原电催化剂具有良好的催化性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种Fe₂N/Fe₂P/FeS/C复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)、取100～200mg的Hemin超声分散于125～150mL异丙醇中，得到溶液A；

2)、按富勒烯与步骤1)所取Hemin的质量比1：(1～2)取富勒烯超声分散于25～100mL邻二氯苯中，过滤后得到溶液B；

3)、按体积比(2～3)：1分别量取溶液A和溶液B，先将溶液B置于烧杯中，再沿着烧杯的杯壁将溶液A缓慢注入至溶液B，接着利用保鲜膜盖住烧杯口，然后静置至二者充分反应后进行抽滤，得到固体C；

4)、先将固体C放入干净的培养皿中，然后利用保鲜膜盖好器皿，将其冷冻和干燥，得到Hemin/C₆₀；

5)、取50～100mg的Hemin/C₆₀超声分散于10～20mL的甲醇中，得到溶液D；