一种Fe单原子和Cu团簇共掺杂氮碳材料的制备方法及其在全pH氧还原电催化中的应用

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(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 116190687 A (43)申请公布日 2023.05.30 (21)申请号 202310118757.X (22)申请日 2023.02.15 (71)申请人 北京化工大学 地址 100029 北京市朝阳区北三环东路15 号北京化工大学 (72)发明人 刘军枫　梁辰　韩爱娟　 (74)专利代理机构 北京太兆天元知识产权代理 有限责任公司 11108 专利代理师 王宇 (51)Int.Cl. H01M 4/90 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (54)发明名称 一种Fe单原子和Cu团簇共掺杂氮碳材料的 制备方法及其在全pH氧还原电催化中的应用 (57)摘要 本发明公开了一种Fe单原子和Cu团簇共掺 杂氮碳材料的制备方法及其在全pH氧还原电催 化中的应用。本发明以三维具有丰富的孔道结构 的ZIF‑8为框架，利用溶剂热法制备Fe@ZIF‑8，然 后以乙酰丙酮铜为铜源，利用金属乙酰丙酮盐升 华温度低的特点，通过ZIF‑8表面丰富的孔结构， 将分散在气相中的乙酰丙酮铜分子吸附在表面， 最后在氮气或惰性气氛下进行热解，形成Fe单原 子和Cu团簇共掺杂氮碳材料。将该材料在酸性、 中性、碱性条件下进行电化学测试，其在全pH范 围内均表现出较高的氧还原电催化性能，且具有 A 良好的稳定性，在燃料电池、碱性/中性锌‑空气 7 电池中作为阴极催化剂均有较好的性能，显示出 8 6 0 很高的应用价值。 9 1