一种纳米Co9S8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂及其制法的制作方法

本发明涉及氧还原催化剂技术领域，具体为一种纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂及其制法。

背景技术：

化石能源是人类生产生活中不可或缺的能源物质，但是过度燃烧化石燃料带来的能源危机和环境污染问题日益严峻，开发燃料电池、金属空气电池等新型高效绿色的能源转换系统和装置成为研究热点，其中燃料电池中的阳极反应可以通过电化学催化反应，将特定燃料的化学能转化为电能，实现能源的转化，其阴极电极反应通常是氧还原反应(orr)，但是氧还原反应在动力学上反应很慢，效率不高，限制了燃料电池的发展和实际应用。

氧还原催化剂是决定燃料电池性能及成本的重要成分，主要分为铂基催化材料与非铂基催化材料，但是铂基等贵金属催化材料产量稀少，价格昂贵，很难商业化广泛应用，因此需要开发非贵过渡金属催化剂，如fe基催化剂、co基催化剂、mn基催化剂等，其中金属硫化物如mos2、co9s8具有良好的氧还原催化活性，可以作为氧还原电催化剂，具有广阔的应用前景，但是co9s8的表面积不高，并且容易团聚，减少了电催化活性位点，并且co9s8的本征电阻率较高，不利于电子的传输和扩散，限制了co9s8催化剂的发展和应用。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂及其制法，解决纳米co9s8的比表面积不高，并且容易团聚的问题，同时解决了co9s8催化剂导电性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂，包括以下配方原料及组分：多孔纳米co9s8、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、磷酸二丁酯，质量比为1:0.3-0.6:0.1-0.3:0.02-0.06。

优选的，所述多孔纳米co9s8制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂和cocl2，置于恒温水浴锅中，在30-40℃下匀速搅拌20-40min，再升温至45-55℃，加入十二烷基硫酸钠，匀速搅拌2-3h，加入乙二胺，温度升至60-70℃，匀速搅拌1-2h，将溶液转移进水热反应釜中，并置于烘箱中加热至160-200℃，反应20-30h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物。

(2)将固体产物并置于气氛炉中并通入氮气，升温速率为2-5℃/min，升温至560-620℃，保温煅烧2-4h，煅烧产物即为多孔纳米co9s8。

优选的，所述cocl2、十二烷基硫酸钠和乙二胺的质量比为1:2-3:8-15。

优选的，所述气氛炉包括烧结炉体、烧结炉体左侧固定连接有进气管、进气管与进气阀门活动连接，进气阀门与通气管活动连接、通气管表面设置有通气孔、通气管右侧与出气阀门活动连接，出气阀门活动连接有出气管、烧结炉体内侧下方固定连接有旋转装置，旋转装置内部活动连接有轴承、轴承活动连接有旋转轴、旋转轴以煅烧坩埚固定连接、煅烧坩埚上活动连接有坩埚盖、坩埚盖表面设置有过孔、烧结炉体内部下方内部固定连接有下隔热层、烧结炉体内部上方内部固定连接有上隔热层。

优选的，所述纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂制备方法以下步骤：

(1)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入质量比为1:0.3-0.6:0.1-0.3:0.02-0.06的多孔纳米co9s8、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和磷酸二丁酯，超声分散均匀后，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至35-55℃，匀速搅拌10-15h，制备出静电纺丝液，注入微型注射器中，通过静电纺丝机进行静电纺丝过程，纺丝电压为18-22kv，与接收器的垂直距离为18-20cm，纺丝流速为0.4-0.8ml/h，制备得到纳米纤维复合前驱体。

(2)将纳米纤维复合前驱体置于气氛炉中并通入氮气，升温速率为2-8℃/min，升温至850-900℃，保温煅烧1-3h，将煅烧产物与氢氧化钾按照质量比为1:1.5-3球磨均匀，置于气氛炉在氮气氛围下，升温速率为2-8℃/min，升温至700-740℃，保温煅烧1-2h，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

该一种纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂，以十二烷基硫酸钠同时作为表面活性剂和硫源，乙二胺为促进剂，通过高压热溶剂法和高温热裂解法，制备得到多孔形貌的纳米co9s8，具有大量的介孔结构和超高的比表面积，可以暴露出大量的电催化活性位点。

该一种纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂，以多孔纳米co9s8为生长位点，聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮作为静电纺丝原液，相容性良好的磷酸二丁酯作为磷源，通过将静电纺丝法制备得到纳米纤维复合前驱体，再通过高温热裂解，聚丙烯腈作为氮源，聚乙烯吡咯烷酮作为致孔剂，氢氧化钾进行刻蚀，制备得到n,p-共掺杂多孔碳纳米纤维包覆多孔纳米co9s8，磷的原子半径较大，p掺杂可以促进碳层间距的扩展，进一步形成更加丰富的介孔结构，可以促进催化剂与电解液充分接触和润湿，并且纳米co9s8均匀分散在碳纳米纤维丰富的孔隙结构中，减少了纳米co9s8团聚的现象，n掺杂在碳纳米纤维中形成石墨氮结构，可以进一步增强碳材料的导电性能，使co9s8氧还原催化剂表现出良好的导电性能，并且纳米co9s8具有的多孔结构，在协同作用下促进了电子的传输和迁移，增强催化剂的氧还原催化活性。

附图说明

图1是烧结炉体正面示意图；

图2是煅烧坩埚放大示意图。

1、烧结炉体；2、进气管；3、进气阀门；4、通气管；5、通气孔；6、出气阀门；7、出气管；8、旋转装置；9、轴承；10、旋转轴、11、煅烧坩埚；12、坩埚盖；13、过孔；14、下隔热层；15、上隔热层。

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂，包括以下配方原料及组分：多孔纳米co9s8、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、磷酸二丁酯，质量比为1:0.3-0.6:0.1-0.3:0.02-0.06。

多孔纳米co9s8制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂和cocl2，置于恒温水浴锅中，在30-40℃下匀速搅拌20-40min，再升温至45-55℃，加入十二烷基硫酸钠，匀速搅拌2-3h，加入乙二胺，其中cocl2、十二烷基硫酸钠和乙二胺的质量比为1:2-3:8-15，温度升至60-70℃，匀速搅拌1-2h，将溶液转移进水热反应釜中，并置于烘箱中加热至160-200℃，反应20-30h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物。

(2)将固体产物并置于气氛炉中并通入氮气，气氛炉包括烧结炉体、烧结炉体左侧固定连接有进气管、进气管与进气阀门活动连接，进气阀门与通气管活动连接、通气管表面设置有通气孔、通气管右侧与出气阀门活动连接，出气阀门活动连接有出气管、烧结炉体内侧下方固定连接有旋转装置，旋转装置内部活动连接有轴承、轴承活动连接有旋转轴、旋转轴以煅烧坩埚固定连接、煅烧坩埚上活动连接有坩埚盖、坩埚盖表面设置有过孔、烧结炉体内部下方内部固定连接有下隔热层、烧结炉体内部上方内部固定连接有上隔热层，升温速率为2-5℃/min，升温至560-620℃，保温煅烧2-4h，煅烧产物即为多孔纳米co9s8。

纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂制备方法以下步骤：

(1)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入质量比为1:0.3-0.6:0.1-0.3:0.02-0.06的多孔纳米co9s8、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和磷酸二丁酯，超声分散均匀后，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至35-55℃，匀速搅拌10-15h，制备出静电纺丝液，注入微型注射器中，通过静电纺丝机进行静电纺丝过程，纺丝电压为18-22kv，与接收器的垂直距离为18-20cm，纺丝流速为0.4-0.8ml/h，制备得到纳米纤维复合前驱体。

(2)将纳米纤维复合前驱体置于气氛炉中并通入氮气，升温速率为2-8℃/min，升温至850-900℃，保温煅烧1-3h，将煅烧产物与氢氧化钾按照质量比为1:1.5-3球磨均匀，置于气氛炉在氮气氛围下，升温速率为2-8℃/min，升温至700-740℃，保温煅烧1-2h，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂。

将乙醇和蒸馏水混合溶剂中加入纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂和nafion溶液，搅拌均匀后，将浆料均匀涂覆在玻碳电极表面，并充分干燥，制备得到工作电极。

实施例1

(1)制备多孔纳米co9s8组分1：向反应瓶中加入乙二醇溶剂和cocl2，置于恒温水浴锅中，在30℃下匀速搅拌20min，再升温至45℃，加入十二烷基硫酸钠，匀速搅拌2h，加入乙二胺，其中cocl2、十二烷基硫酸钠和乙二胺的质量比为1:2:8，温度升至60℃，匀速搅拌1h，将溶液转移进水热反应釜中，并置于烘箱中加热至160℃，反应20h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，将固体产物并置于气氛炉中并通入氮气，气氛炉包括烧结炉体、烧结炉体左侧固定连接有进气管、进气管与进气阀门活动连接，进气阀门与通气管活动连接、通气管表面设置有通气孔、通气管右侧与出气阀门活动连接，出气阀门活动连接有出气管、烧结炉体内侧下方固定连接有旋转装置，旋转装置内部活动连接有轴承、轴承活动连接有旋转轴、旋转轴以煅烧坩埚固定连接、煅烧坩埚上活动连接有坩埚盖、坩埚盖表面设置有过孔、烧结炉体内部下方内部固定连接有下隔热层、烧结炉体内部上方内部固定连接有上隔热层，升温速率为2℃/min，升温至560℃，保温煅烧2h，煅烧产物即为多孔纳米co9s8组分1。

(2)制备纳米纤维复合前驱体组分1：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入质量比为1:0.3:0.1:0.02的多孔纳米co9s8组分1、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和磷酸二丁酯，超声分散均匀后，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至35℃，匀速搅拌10h，制备出静电纺丝液，注入微型注射器中，通过静电纺丝机进行静电纺丝过程，纺丝电压为18kv，与接收器的垂直距离为18cm，纺丝流速为0.4ml/h，制备得到纳米纤维复合前驱体组分1。

(3)制备纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料1：将纳米纤维复合前驱体组分1置于气氛炉中并通入氮气，升温速率为2℃/min，升温至850℃，保温煅烧1h，将煅烧产物与氢氧化钾按照质量比为1:1.5球磨均匀，置于气氛炉在氮气氛围下，升温速率为2℃/min，升温至700℃，保温煅烧1h，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料1。

(4)将乙醇和蒸馏水混合溶剂中加入纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料1和nafion溶液，搅拌均匀后，将浆料均匀涂覆在玻碳电极表面，并充分干燥，制备得到工作电极1。

实施例2

(1)制备多孔纳米co9s8组分2：向反应瓶中加入乙二醇溶剂和cocl2，置于恒温水浴锅中，在30℃下匀速搅拌40min，再升温至45℃，加入十二烷基硫酸钠，匀速搅拌2h，加入乙二胺，其中cocl2、十二烷基硫酸钠和乙二胺的质量比为1:2.2:10，温度升至70℃，匀速搅拌2h，将溶液转移进水热反应釜中，并置于烘箱中加热至160℃，反应30h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，将固体产物并置于气氛炉中并通入氮气，气氛炉包括烧结炉体、烧结炉体左侧固定连接有进气管、进气管与进气阀门活动连接，进气阀门与通气管活动连接、通气管表面设置有通气孔、通气管右侧与出气阀门活动连接，出气阀门活动连接有出气管、烧结炉体内侧下方固定连接有旋转装置，旋转装置内部活动连接有轴承、轴承活动连接有旋转轴、旋转轴以煅烧坩埚固定连接、煅烧坩埚上活动连接有坩埚盖、坩埚盖表面设置有过孔、烧结炉体内部下方内部固定连接有下隔热层、烧结炉体内部上方内部固定连接有上隔热层，升温速率为5℃/min，升温至580℃，保温煅烧2h，煅烧产物即为多孔纳米co9s8组分2。

(2)制备纳米纤维复合前驱体组分2：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入质量比为1:0.4:0.15:0.03的多孔纳米co9s8组分2、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和磷酸二丁酯，超声分散均匀后，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至55℃，匀速搅拌15h，制备出静电纺丝液，注入微型注射器中，通过静电纺丝机进行静电纺丝过程，纺丝电压为22kv，与接收器的垂直距离为20cm，纺丝流速为0.4ml/h，制备得到纳米纤维复合前驱体组分2。

(3)制备纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料2：将纳米纤维复合前驱体组分2置于气氛炉中并通入氮气，升温速率为8℃/min，升温至900℃，保温煅烧3h，将煅烧产物与氢氧化钾按照质量比为1:2球磨均匀，置于气氛炉在氮气氛围下，升温速率为3℃/min，升温至720℃，保温煅烧2h，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料2。

(4)将乙醇和蒸馏水混合溶剂中加入纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料2和nafion溶液，搅拌均匀后，将浆料均匀涂覆在玻碳电极表面，并充分干燥，制备得到工作电极2。

实施例3

(1)制备多孔纳米co9s8组分3：向反应瓶中加入乙二醇溶剂和cocl2，置于恒温水浴锅中，在35℃下匀速搅拌30min，再升温至50℃，加入十二烷基硫酸钠，匀速搅拌2.5h，加入乙二胺，其中cocl2、十二烷基硫酸钠和乙二胺的质量比为1:2.5:12，温度升至65℃，匀速搅拌1.5h，将溶液转移进水热反应釜中，并置于烘箱中加热至180℃，反应25h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，将固体产物并置于气氛炉中并通入氮气，气氛炉包括烧结炉体、烧结炉体左侧固定连接有进气管、进气管与进气阀门活动连接，进气阀门与通气管活动连接、通气管表面设置有通气孔、通气管右侧与出气阀门活动连接，出气阀门活动连接有出气管、烧结炉体内侧下方固定连接有旋转装置，旋转装置内部活动连接有轴承、轴承活动连接有旋转轴、旋转轴以煅烧坩埚固定连接、煅烧坩埚上活动连接有坩埚盖、坩埚盖表面设置有过孔、烧结炉体内部下方内部固定连接有下隔热层、烧结炉体内部上方内部固定连接有上隔热层，升温速率为3℃/min，升温至590℃，保温煅烧3h，煅烧产物即为多孔纳米co9s8组分3。

(2)制备纳米纤维复合前驱体组分3：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入质量比为1:0.45:0.2:0.04的多孔纳米co9s8组分3、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和磷酸二丁酯，超声分散均匀后，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至45℃，匀速搅拌12h，制备出静电纺丝液，注入微型注射器中，通过静电纺丝机进行静电纺丝过程，纺丝电压为20kv，与接收器的垂直距离为19cm，纺丝流速为0.6ml/h，制备得到纳米纤维复合前驱体组分3。

(3)制备纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料3：将纳米纤维复合前驱体组分3置于气氛炉中并通入氮气，升温速率为5℃/min，升温至880℃，保温煅烧2h，将煅烧产物与氢氧化钾按照质量比为1:2.5球磨均匀，置于气氛炉在氮气氛围下，升温速率为5℃/min，升温至720℃，保温煅烧1.5h，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料3。

(4)将乙醇和蒸馏水混合溶剂中加入纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料3和nafion溶液，搅拌均匀后，将浆料均匀涂覆在玻碳电极表面，并充分干燥，制备得到工作电极3。

实施例4

(1)制备多孔纳米co9s8组分4：向反应瓶中加入乙二醇溶剂和cocl2，置于恒温水浴锅中，在40℃下匀速搅拌40min，再升温至45℃，加入十二烷基硫酸钠，匀速搅拌3h，加入乙二胺，其中cocl2、十二烷基硫酸钠和乙二胺的质量比为1:2.8:13.5，温度升至70℃，匀速搅拌1h，将溶液转移进水热反应釜中，并置于烘箱中加热至200℃，反应30h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，将固体产物并置于气氛炉中并通入氮气，气氛炉包括烧结炉体、烧结炉体左侧固定连接有进气管、进气管与进气阀门活动连接，进气阀门与通气管活动连接、通气管表面设置有通气孔、通气管右侧与出气阀门活动连接，出气阀门活动连接有出气管、烧结炉体内侧下方固定连接有旋转装置，旋转装置内部活动连接有轴承、轴承活动连接有旋转轴、旋转轴以煅烧坩埚固定连接、煅烧坩埚上活动连接有坩埚盖、坩埚盖表面设置有过孔、烧结炉体内部下方内部固定连接有下隔热层、烧结炉体内部上方内部固定连接有上隔热层，升温速率为5℃/min，升温至620℃，保温煅烧4h，煅烧产物即为多孔纳米co9s8组分4。

(2)制备纳米纤维复合前驱体组分4：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入质量比为1:0.5:0.25:0.05的多孔纳米co9s8组分4、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和磷酸二丁酯，超声分散均匀后，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至45℃，匀速搅拌15h，制备出静电纺丝液，注入微型注射器中，通过静电纺丝机进行静电纺丝过程，纺丝电压为22kv，与接收器的垂直距离为18cm，纺丝流速为0.8ml/h，制备得到纳米纤维复合前驱体组分4。

(3)制备纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料4：将纳米纤维复合前驱体组分4置于气氛炉中并通入氮气，升温速率为8℃/min，升温至900℃，保温煅烧3h，将煅烧产物与氢氧化钾按照质量比为1:1.5球磨均匀，置于气氛炉在氮气氛围下，升温速率为8℃/min，升温至740℃，保温煅烧1h，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料4。

(4)将乙醇和蒸馏水混合溶剂中加入纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料4和nafion溶液，搅拌均匀后，将浆料均匀涂覆在玻碳电极表面，并充分干燥，制备得到工作电极4。

实施例5

(1)制备多孔纳米co9s8组分5：向反应瓶中加入乙二醇溶剂和cocl2，置于恒温水浴锅中，在40℃下匀速搅拌40min，再升温至55℃，加入十二烷基硫酸钠，匀速搅拌3h，加入乙二胺，其中cocl2、十二烷基硫酸钠和乙二胺的质量比为1:3:15，温度升至70℃，匀速搅拌2h，将溶液转移进水热反应釜中，并置于烘箱中加热至200℃，反应30h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，将固体产物并置于气氛炉中并通入氮气，气氛炉包括烧结炉体、烧结炉体左侧固定连接有进气管、进气管与进气阀门活动连接，进气阀门与通气管活动连接、通气管表面设置有通气孔、通气管右侧与出气阀门活动连接，出气阀门活动连接有出气管、烧结炉体内侧下方固定连接有旋转装置，旋转装置内部活动连接有轴承、轴承活动连接有旋转轴、旋转轴以煅烧坩埚固定连接、煅烧坩埚上活动连接有坩埚盖、坩埚盖表面设置有过孔、烧结炉体内部下方内部固定连接有下隔热层、烧结炉体内部上方内部固定连接有上隔热层，升温速率为5℃/min，升温至620℃，保温煅烧4h，煅烧产物即为多孔纳米co9s8组分5。

(2)制备纳米纤维复合前驱体组分5：向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂，加入质量比为1:0.6:0.3:0.06的多孔纳米co9s8组分5、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和磷酸二丁酯，超声分散均匀后，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至55℃，匀速搅拌15h，制备出静电纺丝液，注入微型注射器中，通过静电纺丝机进行静电纺丝过程，纺丝电压为22kv，与接收器的垂直距离为20cm，纺丝流速为0.8ml/h，制备得到纳米纤维复合前驱体组分5。

(3)制备纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料5：将纳米纤维复合前驱体组分5置于气氛炉中并通入氮气，升温速率为8℃/min，升温至900℃，保温煅烧3h，将煅烧产物与氢氧化钾按照质量比为1:3球磨均匀，置于气氛炉在氮气氛围下，升温速率为8℃/min，升温至740℃，保温煅烧2h，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料5。

(4)将乙醇和蒸馏水混合溶剂中加入纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂材料5和nafion溶液，搅拌均匀后，将浆料均匀涂覆在玻碳电极表面，并充分干燥，制备得到工作电极5。

将实施例制备得到工作电极1-5作为工作电极材料、碳棒为对电极，ag/agcl为参比电极，使用chi760d电化学工作站，通过三电极体系和线性扫描伏安测试进行电化学性能测试。

综上所述，该一种纳米co9s8-多孔碳纳米纤维氧还原催化剂，以十二烷基硫酸钠同时作为表面活性剂和硫源，乙二胺为促进剂，通过高压热溶剂法和高温热裂解法，制备得到多孔形貌的纳米co9s8，具有大量的介孔结构和超高的比表面积，可以暴露出大量的电催化活性位点。

以多孔纳米co9s8为生长位点，聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮作为静电纺丝原液，相容性良好的磷酸二丁酯作为磷源，通过将静电纺丝法制备得到纳米纤维复合前驱体，再通过高温热裂解，聚丙烯腈作为氮源，聚乙烯吡咯烷酮作为致孔剂，氢氧化钾进行刻蚀，制备得到n,p-共掺杂多孔碳纳米纤维包覆多孔纳米co9s8，磷的原子半径较大，p掺杂可以促进碳层间距的扩展，进一步形成更加丰富的介孔结构，可以促进催化剂与电解液充分接触和润湿，并且纳米co9s8均匀分散在碳纳米纤维丰富的孔隙结构中，减少了纳米co9s8团聚的现象，n掺杂在碳纳米纤维中形成石墨氮结构，可以进一步增强碳材料的导电性能，使co9s8氧还原催化剂表现出良好的导电性能，并且纳米co9s8具有的多孔结构，在协同作用下促进了电子的传输和迁移，增强催化剂的氧还原催化活性，通过三电极体系进行电化学性能测试，半波电位仅为-0.142到-0.157v，起始电位仅为-0.019至-0.029v。