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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113903929A(43)申请公布日2022.01.07(21)申请号202111073353.0(22)申请日2021.09.14(71)申请人江西师范大学地址330000江西省南昌市紫阳大道99号(72)发明人郭满满袁宇希俞挺袁彩雷(74)专利代理机构南昌华成联合知识产权代理事务所(普通合伙)36126代理人张建新(51)Int.Cl.H01M4/90(2006.01)H01M4/88(2006.01)H01M12/06(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管析氧电催化复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管析氧电催化复合材料及其制备方法和应用,属于电催化析氧领域。该复合材料的制备步骤为:a、采用液相法在羧基化碳纳米管表面均匀生长ZnCo双金属沸石咪唑框架化合物,作为前驱体;b、以离子交换法在前驱体表面负载含Fe类普鲁士兰晶体,形成ZIFs@PBA/CNTs复合前驱体;c、经过在惰性气氛中高温退火处理,产生多孔碳包覆Fe掺杂金属Co颗粒/碳纳米管复合物;d、最终将复合物预氧化,再以次亚磷酸钠晶体为磷源,在石英管式炉中热处理反应获得多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管析氧电催化复合材料。该复合材料具有良好的导电性和电催化稳定性。CN113903929ACN113903929A权利要求书1/1页1.一种多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将12mL含有0.366gZn(NO3)2·6H2O和Co(NO3)2·6H2O混合金属盐的甲醇溶液倒入20mL含有0.811g2‑甲基咪唑的甲醇溶液中,搅拌10s后再加入8mL含有PVP和羧基化碳纳米管的甲醇/水混合液(甲醇体积/水体积=4:1),继续搅拌3h,得到的沉淀用甲醇离心清洗并干燥,即得到沸石咪唑框架化合物/碳纳米管,即ZIFs/CNTs粉末;(2)称取40mgZIFs/CNTs粉末搅拌分散在36mL乙醇中,逐滴加入4mLK3[Fe(CN)6]水溶液,搅拌2h,得到的沉淀用水和乙醇离心清洗并干燥,即得到沸石咪唑框架化合物@类普鲁士蓝/碳纳米管,即ZIFs@PBA/CNTs粉末;(3)称取120mgZIFs@PBA/CNTs粉末,置于管式炉中,保持高纯Ar气氛,设定温度程序进行高温热处理,即得到多孔碳包覆Fe掺杂Co颗粒/碳纳米管,即Fe‑Co@PNC/CNTs粉末;(4)称取50mgFe‑Co@PNC/CNTs粉末,先在马弗炉中进行预氧化处理,再和300mgNaH2PO2·H2O晶体粉末分别放在管式炉内的两个分离位置,其中NaH2PO2·H2O晶体粉末处于上游,保持高纯Ar气氛,设定温度程序进行高温磷化处理,即得到黑色的多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管复合材料,即Fe‑CoP@PNC/CNTs。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的含有0.366gZn(NO3)2·6H2O和Co(NO)·6HO混合金属盐的甲醇溶液的金属盐质量比为3:77:3。322~3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的含有PVP和羧基化碳纳米管的甲醇/水混合液中PVP的质量为100~300mg,而羧基化碳纳米管的质量为10~30mg。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的K[Fe(CN)]水溶液的浓度为2.536~7.5mg·mL–1。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的设定温度程序进行高温热处理参数为:以5℃mi–1·n的升温速率从室温升至650~950℃,然后保持1~3h,最终自然冷却。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的预氧化处理参数为:以5℃·min–1的升温速率从室温升至250~350℃,然后保持5~30min,最终自然冷却。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的设定温度程序进行高温磷化处理参数为:以2℃mi–1·n的升温速率从室温升至300~400℃,然后保持1~3h,最终自然冷却。8.根据权利要求1~7中任一权利要求所述的方法制备得到的多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管复合材料。9.根据权利要求8所述的多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管复合材料的应用。10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述的多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管复合材料用作电分解水析氧反应的电催化剂。2CN113903929A说明书1/5页一种多孔碳包覆Fe掺杂CoP颗粒/碳纳米管析氧电催化复合材料及其制备方法和应用技术领域