本發(fā)明屬于電催化氧還原，尤其涉及一種mop@mn-sac氧還原電催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著能源需求的不斷增長，有必要利用可持續(xù)的清潔能源開發(fā)低成本、高效率的電化學(xué)能源設(shè)備。鋅-空氣電池(zabs)因其電池結(jié)構(gòu)簡單、操作安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可行以及理論能量密度高而成為未來最理想的存儲設(shè)備。然而，氧還原反應(yīng)(orr)的緩慢動力學(xué)和嚴(yán)重的能量損失極大地阻礙了此類系統(tǒng)的發(fā)展，而氧還原反應(yīng)是能量轉(zhuǎn)換和存儲過程的基礎(chǔ)，并最終決定了這些技術(shù)的成本效益。迄今為止，最先進(jìn)的orr催化劑是各種鉑(pt)基材料，而鉑的昂貴和稀缺極大地阻礙了鋅-空氣電池的廣泛應(yīng)用。因此，構(gòu)建具有令人滿意的效率和耐久性的非貴金屬基orr電催化劑至關(guān)重要，但仍然是一項巨大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種mop@mn-sac氧還原電催化劑的制備方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種mop@mn-sac氧還原電催化劑的制備方法，包括以下步驟：

4、(1)將zif-8進(jìn)行高溫碳化處理，得到nc納米立方體；

5、(2)將步驟(1)得到的nc納米立方體置于錳源和鉬源的混合溶液中進(jìn)行離子吸附反應(yīng)，然后與磷源混合進(jìn)行磷化處理，得到所述mop@mn-sac氧還原電催化劑。

6、優(yōu)選的，步驟(1)中，所述zif-8的制備方法包括以下步驟：將十六烷基三甲基溴化銨和鋅鹽溶液混合，然后加入2-甲基咪唑，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述zif-8。

7、優(yōu)選的，所述十六烷基三甲基溴化銨、鋅鹽溶液中的鋅鹽和2-甲基咪唑的摩爾比為0.15∶1∶55；所述鋅鹽溶液的濃度為0.1mmol/ml。

8、優(yōu)選的，步驟(1)中，所述高溫碳化處理的溫度為1000℃，高溫碳化處理的時間為2h。

9、優(yōu)選的，步驟(2)中，所述nc納米立方體與錳源的用量比為50mg∶0.075mmol；所述錳源和鉬源的混合溶液中錳源和鉬源的摩爾比為1∶(0.5～1.5)；所述錳源包括硝酸錳，所述鉬源包括鉬酸銨。

10、優(yōu)選的，步驟(2)中，所述離子吸附反應(yīng)的溫度為60℃，離子吸附反應(yīng)的時間為12h。

11、優(yōu)選的，步驟(2)中，所述磷源和nc納米立方體的質(zhì)量比為1∶1；所述磷源包括紅磷。

12、優(yōu)選的，步驟(2)中，所述磷化處理的溫度為900～1100℃，磷化處理的時間為2h。

13、本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述的制備方法制備得到的mop@mn-sac氧還原電催化劑。

14、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的mop@mn-sac氧還原電催化劑在電催化氧還原反應(yīng)中的應(yīng)用。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：

16、(1)本發(fā)明制備的mop@mn-sac氧還原電催化劑，在堿性條件下具有優(yōu)異的電催化氧還原性能，且使用壽命長。在鋅-空氣電池的性能測試中也表現(xiàn)出優(yōu)異的功率密度和良好的穩(wěn)定性，在鋅-空氣電池方面展現(xiàn)出了實際應(yīng)用潛力。

17、(2)本發(fā)明提供的mop@mn-sac氧還原電催化劑的制備方法具有創(chuàng)新、高效、易于規(guī)?；奶攸c。

18、(3)本發(fā)明提供的mop@mn-sac氧還原電催化劑的制備方法簡單，通過在nc基底上進(jìn)行離子吸附和磷化處理，得到了在堿性條件下具有優(yōu)異的電催化氧還原性能，并表現(xiàn)出良好的長期穩(wěn)定性的mop@mn-sac氧還原電催化劑。

技術(shù)特征：

1.一種mop@mn-sac氧還原電催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述zif-8的制備方法包括以下步驟：將十六烷基三甲基溴化銨和鋅鹽溶液混合，然后加入2-甲基咪唑，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述zif-8。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述十六烷基三甲基溴化銨、鋅鹽溶液中的鋅鹽和2-甲基咪唑的摩爾比為0.15∶1∶55；所述鋅鹽溶液的濃度為0.1mmol/ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述高溫碳化處理的溫度為1000℃，高溫碳化處理的時間為2h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述nc納米立方體與錳源的用量比為50mg∶0.075mmol；所述錳源和鉬源的混合溶液中錳源和鉬源的摩爾比為1∶(0.5～1.5)；所述錳源包括硝酸錳，所述鉬源包括鉬酸銨。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述離子吸附反應(yīng)的溫度為60℃，離子吸附反應(yīng)的時間為12h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述磷源和nc納米立方體的質(zhì)量比為1∶1；所述磷源包括紅磷。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述磷化處理的溫度為900～1100℃，磷化處理的時間為2h。

9.權(quán)利要求1～8任一項所述的制備方法制備得到的mop@mn-sac氧還原電催化劑。

10.權(quán)利要求9所述的mop@mn-sac氧還原電催化劑在電催化氧還原反應(yīng)中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種MoP@Mn?SAC氧還原電催化劑的制備方法，屬于電催化氧還原技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的MoP@Mn?SAC氧還原電催化劑的制備方法，包括以下步驟：將ZIF?8進(jìn)行高溫碳化處理，得到NC納米立方體；將NC納米立方體置于錳源和鉬源的混合溶液中進(jìn)行離子吸附反應(yīng)，然后與磷源混合進(jìn)行磷化處理，得到MoP@Mn?SAC氧還原電催化劑。本發(fā)明制備的MoP@Mn?SAC氧還原電催化劑，在堿性條件下具有優(yōu)異的電催化氧還原性能，在固態(tài)鋅?空氣電池和柔性鋅?空氣電池性能測試中也表現(xiàn)出優(yōu)異的功率密度和良好的穩(wěn)定性，在鋅?空氣電池方面展現(xiàn)出了實際應(yīng)用潛力。

技術(shù)研發(fā)人員：楊秀林,羅祖洋,韋鳳麗,成金山,謝佳音
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10