鋅空氣電池用過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑的制作方法

技術特征：

1.一種鋅空氣電池用過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑，其特征在于：催化劑中的活性組分為粒徑在10~500nm范圍內的Fe_xCo_yNi_zO（0<x<100%, 0<y<100%，0<z<100%）納米顆粒，所述Fe_xCo_yNi_zO納米顆粒均勻、穩定的分散在多孔碳材料中。

2.如權利要求1所述過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑， 其特征在于：所述過渡金屬氧化物在催化劑中的質量擔載量為0.01%~80%，余量為多孔碳載體。

3.如權利要求1所述的過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑，其特征在于：所述催化劑為多孔材料，孔徑覆蓋微孔、介孔和大孔，孔徑大小為 0.1 nm~100 nm。

4.如權利要求1所述的過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑， 其特征在于：所述催化劑具有高比表面積結構，比表面積大小為：100 m²/g~2000 m²/g。

5.一種金屬空氣電池用過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

S1：以糖類為碳源，在80^oC~180^oC, 把過渡金屬離子包括鐵鹽，鈷鹽，與鎳鹽中的一種，兩種或者三種加入到粘性糖類溶液中攪拌均勻；

S2：在80^oC~180^oC，將堿性氫氧化物緩慢的加入到步驟S1制得的溶液中攪拌均勻，繼續攪拌30min~4h, 得到過渡金屬離子氫氧化物顆粒懸浮物；

S3：將得到的過渡金屬離子氫氧化物顆粒懸浮物置于石英或陶瓷容器中，于惰性氛圍和/或還原氣體氣氛下程序升溫至目標溫度，并在此目標溫度下熱處理得到黑色粉末；

S4：將得到的黑色粉末潤濕，再加入一定量的二次蒸餾水加熱煮沸，回流，過濾，干燥，得到目標產物過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑。

6.如權利要求5所述過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑的制備方法， 其特征在于：所述糖類為葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖、淀粉、纖維素、糖原、木糖中的一種或兩種以上； 所述鐵鹽為硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵、醋酸鐵中的一種或兩種以上；所述鈷鹽為硝酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷、醋酸鈷中的一種或兩種以上；所述鎳鹽為硝酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳、醋酸鎳中的一種或兩種以上；所述堿性氫氧化物為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水中的一種或兩種以上；所述氫氧化物與過渡金屬鹽的物質的量的比為2:1~40:1；所述惰性和/或還原氣體氣氛為N₂、Ar、H₂ 中的一種或者兩種以上的混合氣體；所述碳化溫度為500 ^oC~1100 ^oC。

7.如權利要求5所述過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑的制備方法， 其特征在于：所述步驟S1中糖類的質量百分濃度為30%~90% （溶劑為水），過渡金屬鹽溶液的溶劑為乙醇、水或二者的混合物，過渡金屬鹽于溶劑中的摩爾濃度為 1mM~1M；所述步驟S2中的加熱溫度為 80^oC~180^oC, 加熱攪拌時間為30min~4h；所述步驟S3中的加熱升溫速率2~15^oC/min, 碳化時間為2~6h。

8.如權利要求1所述過渡金屬氧化物高分散摻雜多孔碳催化劑，其特征在于：所述催化劑作為一種堿性氧化還原雙功能催化劑，在金屬空氣燃料電池的應用。