【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能复合材料领域，特别涉及电催化材料领域。
技术介绍
1、对安全、高效、清洁能源的需求日益增大，迫切的需要开发可再生能源的利用设备。商业化的传统锂离子电池，存在锂金属储量低，安全性差和环境危害等局限性。而金属空气电池由于其安全性和高能量密度受到越来越多的关注。金属空气电池依据金属阳极(li、al、mg、zn等)的不同，划分为锂空气电池、铝空气电池、镁空气电池、锌空气电池。其中，zn金属能稳定存在于空气和碱性条件之中，产量丰富，生态友好，同时锌空气电池兼具高能量密度(1086wh kg-1)，高安全性能，低成本和长寿命等优点。
2、可充电锌空气电池在充/放电过程中空气阴极发生oer/orr，oer/orr缓慢的动力学限制了锌空气电池的应用。因此，设计高效的催化oer和orr的双功能催化剂材料，是发展高效的可充电锌空气电池的前提。
3、现有技术也公开了一些金属碳基双功能催化材料，例如，公开号为cn117638115a的中国专利文献公开了一种三维结构fe3c@fesnc双功能氧电催化剂及其制备方法和应用。公开号为cn117568955a的中国专利文献公开了一种电催化用cu/nif2共掺杂的蜂窝多孔碳纳米纤维的合成方法。cn117457927a的中国专利文献公开了一种orr-oer双功能生物质炭催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂为co2p@npac，npac为氮磷掺杂生物质活性炭纳米片；其中，co2p纳米颗粒生长在npac上。再如，公开号为cn114433156a的中国专利文献公开了一种3d结构f
4、综上，虽然现有技术开发了较多金属基双功能氧电催化材料，但现有工艺合成的双功能催化剂材料的各组分分布不均匀，活性位点利用率低，材料的orr以及oer性能有待提高。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术第一目的在于，提供一种双功能氧电催化材料的制备方法，旨在制备兼顾优异氧电催化活性和稳定性的材料。
2、本专利技术第二目的在于，提供所述的制备方法制得的氧电催化材料及其orr和oer催化中的应用。
3、本专利技术第三目的在于，提供包含所述氧电催化材料的器件如电池。
4、一种氧电催化材料的制备方法，将包含成分a和成分b的溶液进行溶剂热反应，分离得到溶剂热产物；随后将其和成分c混合后在还原性气氛中进行煅烧，即得；
5、所述的成分a包含式1、式2化合物中的至少一中；
6、
7、所述的成分b包括过渡金属源；
8、所述的成分c为含n的有机物。
9、本专利技术创新地将式1和/或式2和成分b进行溶剂热反应，随后再在成分c以及还原气氛下进行焙烧处理，如此能够意外地有效调控材料的物化结构、晶粒、晶界、取向，更重要的是，所述制备方法制得的所述特殊物化特点的材料在氧电催化方面具有意料不到的催化活性以及稳定性。
10、本专利技术中，所述的成分a中，包含式1化合物；优选包括式1和式2；进一步优选包括重量比为0.5～5:1(进一步为1～1.5:1)的式1和式2的复合物。
11、本专利技术研究发现，创新地采用包含式1的成分a，特别是式1和式2组合的成分a，如此能够进一步和所述的工艺联合，有助于进一步利于营造利用氧电催化的物化结构特点，有助于进一步改善制备的材料的氧电化学性能。
12、本专利技术中，所述的成分b中，所述的过渡金属源包括fe、co、ni中的至少一种过渡金属元素的化合物，优选为所述过渡金属元素的氧化物、硝酸盐、硫酸盐、有机酸盐中的至少一种。
13、优选地，所述的过渡金属源包括铁源和镍源；铁源和镍源的重量为0.5～5:1，进一步可以为1～2:1～2。
14、本专利技术中，成分a和成分b的重量比为1：0.05～0.5；优选为1:0.1～0.3，进一步为1:0.15～0.25，更进一步可以为1:0.18～0.22；
15、本专利技术研究表明，在所述的成分a的创新基础上，进一步配合所述的复合过渡金属的成分b，如此可进一步和所述的工艺整体协同，有助于进一步利于营造氧电催化适配的物化结构。
16、本专利技术中，溶剂热反应起始溶液的溶剂没有特别要求，例如可以为醇溶剂，进一步可以包括乙醇、甲醇、异丙醇中的至少一种。
17、本专利技术中，溶剂热反应的温度在100℃以上，优选为100～200℃，考虑到处理成本，可进一步为100～140℃；
18、溶剂热反应的时间为4～16h，考虑到制备效率，可进一步6～12h。
19、本专利技术中，溶剂热反应后，进行固液分离，获得溶剂热产物，再将其和成分c复合后进行后续的煅烧处理。
20、本专利技术中，所述的成分c包括三聚氰胺、尿素、双氰胺中的至少一种；
21、优选地，所述的溶剂热产物和成分c的重量比为0.5～5：1，进一步为1～2：1，更进一步为1～1.2:1。
22、本专利技术中，所述的还原性气氛为含氢气氛，优选为氢气和保护气的混合气；
23、优选地，所述的保护气为氮气、惰性气体中的至少一种；
24、优选地，所述的含氢气氛中，氢气的含量在1～20v％，进一步可以为4～15v％更进一步为5～10v％；
25、优选地，煅烧的温度为700～1100℃，进一步可以为950～1050℃。
26、优选地，煅烧过程包括两段保温过程，其中，第一段保温过程的温度为800～900℃，第二段保温过程的温度为950～1050℃。本专利技术研究表明，所述的两段热处理机制下，可进一步优化产物的物化结构，可进一步改善其氧电催化活性。
27、本专利技术中，煅烧的时间可以为1h以上，考虑到处理效率，可进一步为2～5h。当选用优选的两段煅烧工艺时，第一段保温过程的时间可以为0.5～1.5h，第二段保温的时间可以为1～3h。
28、优选地，煅烧过程中还添加有成分d，所述的成分d包括氯化钠、碳酸钠、氯化钾中的至少一种。本专利技术研究表明，在一定的成分d下，可进一步优化产物的物化结构，可进一步改善其氧电催化活性。
29、优选地，所述的成分d为溶剂热产物重量的0.3～5倍，进一步为0.5～1.5倍；
30、优选地，煅烧过程在1～2.5mpa的气压下进行。本专利技术研究表明，在优选的压力控制下，可进一步优化产物的物化结构，可进一步改善其氧电催化活性。
31、本专利技术还公开了一种所述的制备方法制得的氧电催化材料。
32、本专利技术所述的制备方法制备的材料能够赋予所述的材料适配于orr和/或oer的物化结构特点，将其用于氧电催化处理，能够意外地有效改善其orr和/或oer的活性以及稳定性。
33、本专利技术还提供了一种所述的制备方法制得的氧电催化材料的应用，将其用作orr和/或oer的催化剂；
34、优选地，将其用作金属空气电池的催化剂，所述的金属空气电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氧电催化材料的制备方法，其特征在于，将包含成分A和成分B的溶液进行溶剂热反应，分离得到溶剂热产物；随后将其和成分C混合后在还原性气氛中进行煅烧，即得；
2.如权利要求1所述的氧电催化材料的制备方法，其特征在于，所述的成分A中，包含式1化合物；优选包括式1和式2；进一步优选包括重量比为0.5～5∶1的式1和式2的复合物。
3.如权利要求1所述的氧电催化材料的制备方法，其特征在于，所述的成分B中，所述的过渡金属源包括Fe、Co、Ni中的至少一种过渡金属元素的化合物，优选为所述过渡金属元素的氧化物、硝酸盐、硫酸盐、有机酸盐中的至少一种；
4.如权利要求1所述的氧电催化材料的制备方法，其特征在于，溶剂热反应起始溶液的溶剂包括乙醇、甲醇、异丙醇中的至少一种；
5.如权利要求1所述的氧电催化材料的制备方法，其特征在于，溶剂热反应的温度在100℃以上，优选为100～200℃；
6.如权利要求1所述的氧电催化材料的制备方法，其特征在于，所述的成分C包括三聚氰胺、尿素、双氰胺中的至少一种；
7.如权利要求1所述的氧电催
8.一种权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的氧电催化材料。
9.一种权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的氧电催化材料的应用，其特征在于，将其用作ORR和/或OER的催化剂；
10.一种器件，其特征在于，包含权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的氧电催化材料，或者由所述的氧电催化材料制得；
...【技术特征摘要】
1.一种氧电催化材料的制备方法，其特征在于，将包含成分a和成分b的溶液进行溶剂热反应，分离得到溶剂热产物；随后将其和成分c混合后在还原性气氛中进行煅烧，即得；
2.如权利要求1所述的氧电催化材料的制备方法，其特征在于，所述的成分a中，包含式1化合物；优选包括式1和式2；进一步优选包括重量比为0.5～5∶1的式1和式2的复合物。
3.如权利要求1所述的氧电催化材料的制备方法，其特征在于，所述的成分b中，所述的过渡金属源包括fe、co、ni中的至少一种过渡金属元素的化合物，优选为所述过渡金属元素的氧化物、硝酸盐、硫酸盐、有机酸盐中的至少一种；
4.如权利要求1所述的氧电催化材料的制备方法，其特征在于，溶剂热反应起始溶液的溶剂包括乙醇、甲醇、异丙醇中的至少一种；
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