申请/专利权人：中国石油大学(华东)

申请日：2023-12-19

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117878339A

主分类号：H01M4/90

分类号：H01M4/90;C08G73/06;H01M4/88;H01M12/06

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种具有CoFe双金属活性位点的卟啉基多孔有机聚合物氧还原及氧析出催化剂及其制备方法，还涉及所述催化剂在锌‑空气电池阴极氧还原反应中的电催化应用。首先选取具有高本征活性的醛基取代的2，2'‑联吡啶‑Co作为基本构筑单元，将其与吡咯和铁盐原位聚合形成卟啉‑联吡啶交联的微孔聚合物命名为PorFe‑BpyCo。联吡啶可以调节卟啉中心铁位点的距离，且增加的2，2'‑联吡啶‑Co活性位点起到多功能的催化效果。形成聚合物后存在Fe‑N4中心向Co‑N2中心电子转移。Fe‑N4和Co‑N2分别作为氧还原和析氧反应的活性位点，Co‑N2促进分解电化学过程中产生的H2O2，使所述催化剂获得较高的四电子选择性与稳定性。在双金属位点的协同作用下，本发明的电催化剂表现出高效的氧还原和析氧电化学性能，在未热解的情况下其氧还原电化学反应的半波电位为0.75V；其析氧电化学反应的过电位为386mV比单金属位点聚卟啉催化剂小30mV。另外，将其组装成锌‑空气电池，与铂碳催化剂相比，显示其具备可媲美商用催化剂的功率密度77mWcm‑2。

主权项：1.一种具有CoFe双金属活性位点的卟啉基多孔有机聚合物催化剂的制备方法及应用，其特征在于所述催化剂是首次通过构筑卟啉-联吡啶交联的微孔聚合物电催化剂实现卟啉Fe-N4中心与联吡啶Co-N2中心的协同催化制得且具有双金属活性位点；所述催化剂的制备方法，其特征在于以下步骤：卟啉-联吡啶交联的微孔聚合物命名为PorFe-BpyCo电催化剂的制备：①联吡啶-Co1.00mmol的制备:取六水合硝酸钴CoNO32·6H2O430mg1.50mmol，超声完全溶于60mlEtOH，然后加2,2'-联吡啶-5,5'-二甲醛215mg1.0mmol，于25℃搅拌过夜，抽滤，用无水乙醇洗涤至无色，标记为：联吡啶-Co②聚卟啉-Co-Fe的制备：取联吡啶-Co110mg0.5mmol、KNO36mg、FeCl341mg0.25mmol、三氟乙酸TFA14ul、四氯化碳12ml、EtOH2ml加入到三颈烧瓶中，加合适大小的磁子，油浴调节好转速形成漩涡，通氮气保护，避光，打开循环冷凝水140℃。然后取四氯化碳2ml，吡咯70μl，注射器加入，反应1小时。在140℃时加36ul吡咯分散于2mlCCl4注射器加入，反应1小时。降至室温后，离心10000转15分钟每次倒掉上清液，加无水乙醇、超声20秒，离心10000转15分钟每次，倒掉上清液，直至上清液无色。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国石油大学(华东) 一种具有Co/Fe双金属活性位点的卟啉基多孔有机聚合物氧还原及氧析出催化剂及其制备方法

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