[发明专利]一种聚吡咯纳米管电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种包裹有过渡金属单质的聚吡咯纳米管电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1： 将过渡金属的氧化物分散于水中，搅拌得到第一分散液，或将过渡金属的可溶性盐分散于水中，搅拌至完全溶解，得到第一溶液；

S2：向第一分散液或第一溶液中加入甲基橙，搅拌至完全溶解，并加入氯化铁，得到第二分散液或第二溶液；

S3：向第二分散液或第二溶液中加入吡咯单体，搅拌聚合后，得到包裹有过渡金属氧化物或过渡金属盐的聚吡咯纳米管；

S4：将所述包裹有过渡金属氧化物或过渡金属盐的聚吡咯纳米管在还原性气氛下煅烧，得到包裹有过渡金属单质的聚吡咯纳米管电催化剂；

所述煅烧的温度为400~600℃；

所述吡咯单体与所述过渡金属的氧化物或可溶性盐中过渡金属的摩尔比为1:(0.5~2.5)；

所述甲基橙的浓度范围为3mmol/L~5mmol/L，所述吡咯单体与所述氯化铁的物质的量的比例为1:(0.5~2.5)；

所述聚吡咯纳米管电催化剂的管径为80~200 nm；

所述过渡金属为Co、Cu、Fe或Ni。

2.根据权利要求1所述的一种包裹有过渡金属单质的聚吡咯纳米管电催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属的氧化物为CoO、CuO、Fe₂O₃和NiO中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种包裹有过渡金属单质的聚吡咯纳米管电催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属的可溶性盐为CoCl₂、CuCl₂、FeCl₃和NiCl₂中的任意一种。

4. 根据权利要求1所述的一种包裹有过渡金属单质的聚吡咯纳米管电催化剂的制备方法，其特征在于，所述吡咯单体在加入反应体系前采用减压蒸馏的方式进行提纯处理；减压蒸馏的温度为80℃~100℃，压力为0.08 MPa。

5.根据权利要求1所述的一种包裹有过渡金属单质的聚吡咯纳米管电催化剂的制备方法，其特征在于，所述还原性气氛包括氢气气氛或者一氧化碳气氛。

6.权利要求1~5任意一项所述的方法制得的一种包裹有过渡金属单质的聚吡咯纳米管电催化剂，其特征在于，所述聚吡咯纳米管电催化剂的比表面积为600~820m²/g；所述聚吡咯纳米管电催化剂的功率密度为70~154mW•cm^-2。

7.权利要求1~5任一项所述的制备方法制得的包裹有过渡金属单质的聚吡咯纳米管电催化剂在金属-空气电池中的应用。