一种高性能三元Fe-Co-Ni共掺杂含氮碳材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种三元Fe‑Co‑Ni共掺杂含氮碳材料，由正硅酸乙酯、非离子表面活性剂、氧化石墨烯，经水热反应得硅模板，然后与金属盐无机物溶液混合煅烧之后，经酸浸去除硅模板、洗涤、干燥制得，其比表面积范围在428~853 m2 g‑1，平均孔径分布在2.393‑3.262 nm介孔范围内。其制备方法包括以下步骤：1）硅模板的制备；2）Fe‑Co‑Ni@氮/碳前驱体的制备；3）Fe‑Co‑Ni@氮/碳前驱体的后处理。作为氧还原型催化剂材料的应用，起始电位为20~30 mV，半波电位为‑110~‑90 mV，极限电流密度为‑1.0~‑0.95 mA cm‑2。具有制备工艺简单、绿色节能等优点；其催化活性可媲美商业Pt/C催化剂。因此，三元Fe‑Co‑Ni共掺杂含氮碳材料在氧还原催化剂和燃料电池领域具有广阔的应用前景。