1.一种铁、氮共掺杂炭氧还原催化剂,其特征在于,以元素梯度分布的铁/锌双金属圆柱状MOFs为前驱体制备所述的铁、氮共掺杂炭氧还原催化剂,其中,铁、锌双金属圆柱状MOFs具有外部富铁、内部富锌的梯度分布结构,高温热解碳化后形成的催化剂活性位点高度暴露且均匀分散,孔结构呈现微孔、介孔并存的分级多孔结构,所述的微孔为0-2 nm,所述的介孔为2-10 nm;所述的高温热解碳化为在惰性气氛下以1-10 o C min -1 的升温速率升温至900-1100 o C,保温1-3 h。
2.一种铁、氮共掺杂炭氧还原催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将金属混合盐与有机配体分别溶于有机溶剂中,超声溶解并分散均匀,在搅拌条件下将上述两种溶液充分混合,然后转移至反应釜中,将反应釜置于烘箱中在80-180 o C下保温12-36 h,经冷却、抽滤并用有机溶剂反复洗涤后烘干,得到圆柱状Fe,Zn-ZIF;其中,硝酸锌与硫酸亚铁摩尔比为10-40,金属混合盐与苯并咪唑摩尔比为0.125-0.5,有机配体的浓度为0.1-0.2 mol L -1 ,干燥温度为60-80℃ ,干燥时间8-12 h;(2)将上述制备的Fe,Zn-ZIF在惰性气氛下以1-10 o C min -1 的升温速率升温至900-1100 o C,保温1-3 h,待冷却至室温后研磨得到铁、氮共掺杂炭氧还原催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的金属混合盐为硝酸锌和硫酸亚铁的混合物,金属混合盐的浓度为0.028 mol L -1 ;所述的有机配体为苯并咪唑;所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙二醇中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,硝酸锌和硫酸亚铁摩尔比为20;金属混合盐与苯并咪唑摩尔比为0.25;所述混合的顺序为苯并咪唑的有机溶液倒入金属混合盐的有机溶液,混合速率为8-10 mL s -1 。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的圆柱状Fe,Zn-ZIF的形貌为圆柱状,平均直径为6-8 μm。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的惰性气氛为氩气或氮气,以5 o C min -1 升温至1000 o C,保温2 h。
7.权利要求1所述的铁、氮共掺杂炭氧还原催化剂或权利要求2-6所述的制备方法制备得到的铁、氮共掺杂炭氧还原催化剂用于碱性燃料电池的阴极氧气还原反应。