一种银纳米颗粒复合微孔碳球及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115768144A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211400818.3(22)申请日2022.11.09(71)申请人河北师范大学地址050024河北省石家庄市南二环东路20号(72)发明人武明星许畅马婧媛郭佳宁(74)专利代理机构河北国维致远知识产权代理有限公司13137专利代理师张新利(51)Int.Cl.H10K30/81(2023.01)H10K71/60(2023.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种银纳米颗粒复合微孔碳球及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及多孔碳材料技术领域，具体公开一种银纳米颗粒复合微孔碳球及其制备方法和应用。本发明提供的银纳米颗粒复合微孔碳球制备方法以乙醇胺为催化剂、三嵌段共聚物P123为表面活性剂，同时向反应体系中加入硝酸银，经碳化即可制得银纳米颗粒复合微孔碳球，制备方法简单，成本低廉，产率高。本发明制备的银纳米颗粒复合微孔碳球与其他类型的碳材料相比，比表面积显著增大，具有多级孔道结构，能够利用其导电性强的特点和刚性特质形成稳定的导电网络结构，显著提高载流子的扩散及运输速率，为研制高效廉价的对电极材料提供了新思路。CN115768144ACN115768144A权利要求书1/1页1.一种银纳米颗粒复合微孔碳球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、向蒸馏水和无水乙醇的混合溶剂中，依次加入乙醇胺、三嵌段共聚物P123和硝酸银，完全溶解后，加入碳源，搅拌，形成碳源前驱体溶液；步骤二、将所述碳源前驱体溶液转移至反应器内，于80℃～120℃下反应10h～18h，得反应物；步骤三、将所述反应物依次进行离心、洗涤和真空干燥，得前驱体；步骤四、将所述前驱体在惰性气氛中烧结、碳化，得所述银纳米颗粒复合微孔碳球。2.如权利要求1所述的银纳米颗粒复合微孔碳球的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述三嵌段共聚物P123、硝酸银和碳源的质量比为8～10:1:30～37。3.如权利要求1所述的银纳米颗粒复合微孔碳球的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述碳源由质量比为7～8:4～5的甲醛和糠醛混合而成，其中，甲醛的浓度为30wt％～40wt％。4.如权利要求1或2所述的银纳米颗粒复合微孔碳球的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述混合溶剂中蒸馏水与无水乙醇的体积比为5～6:2，乙醇胺的加入量为催化量，碳源的加入量为乙醇加入质量的5.4％～9.5％。5.如权利要求1所述的银纳米颗粒复合微孔碳球的制备方法，其特征在于，步骤一中，搅拌的转速为700rpm～800rpm，持续搅拌时间为20h～28h。6.如权利要求1所述的银纳米颗粒复合微孔碳球的制备方法，其特征在于，步骤三中，真空干燥温度为60℃～100℃，真空干燥时间为6h～10h。7.如权利要求1所述的银纳米颗粒复合微孔碳球的制备方法，其特征在于，步骤四中，烧结为程序升温，具体为：以1℃/min～2℃/min的速率升温至150℃～250℃，保温1h～2h，再以3℃/min～6℃/min的速率升温至300℃～400℃，保温1h～3h，然后继续以3℃/min～6℃/min的速率升温至550℃～750℃，保温3h～5h。8.一种银纳米颗粒复合微孔碳球，其特征在于，由权利要求1～7任一项所述的银纳米颗粒复合微孔碳球的制备方法制备得到。9.如权利要求8所述的银纳米颗粒复合微孔碳球，其特征在于，所述银纳米颗粒分布于所述微孔碳球的内、形成核壳结构的球状纳米材料，其中，在所述微孔碳球的表面还分布有不规则微孔隙。10.权利要求8所述的银纳米颗粒复合微孔碳球作为对电极在钙钛矿太阳能电池中的应用。2CN115768144A说明书1/5页一种银纳米颗粒复合微孔碳球及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及多孔碳材料技术领域，尤其涉及一种银纳米颗粒复合微孔碳球及其制备方法和应用。背景技术[0002]近年来，以有机‑无机杂化钙钛矿太阳能电池为代表的第三代太阳能电池为光伏产业的发展带来新的契机。然而，高效率的钙钛矿太阳能电池通常使用Au、Ag等贵金属材料作为对电极，不仅成本高，且电池稳定性差，难以实现工业化生产。相比于传统金属电极，多孔碳材料来源广泛，价格低廉，并具有良好的导电性、高比表面积和反应条件较为温和等优点，是极具发展潜力的对电极材料。[0003]尽管多孔碳材料作为电极材料的优势明显，但现有的合成方法(如模板法、浸渍法等)制得的多孔碳材料比表面积较小，微孔占有率低，大大降低了载流子的扩散及运输速率，同时其制备过程复杂，产量较低，在很大程度上限制了多孔碳材料的开发与应用。因此，开发一种比表面积大且孔道