一种制备单原子团簇Fe-N共掺杂单壁碳纳米管电催化薄膜电极的方法

摘要

本发明涉及燃料电池阴极氧还原反应催化领域，具体为一种制备单原子团簇Fe‑N共掺杂单壁碳纳米管电催化薄膜电极的方法。首先对高性能单壁碳纳米管薄膜进行氟化、氨化处理；在氨化过程中，不稳定的掺杂氟原子挥发、留下空位，促进了氮原子掺杂及与催化生长单壁碳纳米管的Fe颗粒中的Fe原子螯合，形成高浓度、单原子团簇Fe‑N螯合活性位点。将所制备的Fe‑N共掺杂、自支撑单壁碳纳米管薄膜作为催化层，泡沫镍集流体作为正极，锌金属板作为负极，碳布作为气体扩散层，制成锌空电池，其表现出优异的性能。本发明未经任何液相反应，过程简单，保持了碳纳米管薄膜的柔性、自支撑等优点，所构建的电催化薄膜电极具有优异的催化活性和稳定性。