1.一种形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂,其特征在于,所述电催化剂由铁、氮掺杂碳,即铁‑氮‑碳基体及分散在其中的二碳化五铁/三氧化二铁化合物颗粒组成,其中二碳化五铁/三氧化二铁占催化剂总质量的10~20wt%。
2.根据权利要求1所述的形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂,其特征在于,所述铁‑氮‑碳基体的厚度为60~300nm的纳米片,或直径为1~2.5μm的微米球,或生长在块体上直径为30~60nm的纳米管结构。
3.根据权利要求1所述的形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂,其特征在于,所述二碳化五铁/三氧化二铁化合物颗粒的尺寸为10~50nm。
4.根据权利要求1~3任一项所述的形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)高温固相反应
称取质量比为1:1~1:4的二茂铁与三聚氰胺,将其研磨混合,放入固相反应釜中;将固相反应釜在700~800℃保温2~6h,冷却之后,得到固相反应粉末;
(2)酸洗
将高温固相反应所得的粉末在强酸溶液中搅拌5~24h,然后用去离子水和乙醇洗涤,在40~80℃下干燥5~24h;
(3)煅烧
将酸洗之后的粉末置于惰性气氛中,在700~800℃煅烧2~6h,获得二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂。
5.根据权利要求4所述的形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述将固相反应釜在700~800℃保温2~6h的具体工艺为,以5~10℃/min的速率从室温升至700~800℃,保温2~6h,自然冷却。
6.根据权利要求4所述的形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂的制‑1
备方法,其特征在于,步骤(2)中所述强酸溶液为0.1~2mol L 的硫酸或硝酸溶液。
7.根据权利要求4所述的形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述惰性气氛为N2或Ar气氛。
8.根据权利要求4所述的形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁‑氮‑碳电催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述在700~800℃煅烧2~6h的具体工艺为在管式炉中以
0.5~10℃/min的升温速率从室温升至700~800℃,保温2~6h,自然冷却。