一种锌-空气液流电池阴极材料催化剂及其制备方法.pdf

(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CN113224332A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110503533.1(22)申请日2021.05.10(71)申请人杭州小麻雀环保科技有限公司地址311100浙江省杭州市余杭区塘栖镇欣北钱江国际大厦1幢301(72)发明人袁野(74)专利代理机构杭州研基专利代理事务所(普通合伙)33389代理人谢东(51)Int.Cl.H01M4/90(2006.01)H01M4/88(2006.01)H01M12/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种锌-空气液流电池阴极材料催化剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂及其制备方法，所述催化剂为Co/Fe‑MOF@C，其制备包括将九水合硝酸铁和2,5‑二羟基对苯二甲酸加入到N,N‑二甲基甲酰胺中，超声溶解，加入乙醇溶液和去离子水，搅拌后移至高压反应釜中，放置在烘箱中于120～130℃下反应，过滤，得到Fe‑MOF‑74。将淀粉、明胶和聚乙烯醇加入到蒸馏水中，加热至85～90℃进行搅拌，冷却后加入Fe‑MOF‑74，继续搅拌搅拌速率从180r/min逐渐降至20r/min，保证Fe‑MOF‑74能够充分分散，静置1.5～2h后得到凝胶，将该凝胶烘干，将六水合硝酸钴溶解于蒸馏水中，超声搅拌之充分溶解后将步骤S2中得到的物质加入，搅拌，过滤，将固体物质放置在管式炉中，通氮气，以升温速率3～4℃/min升温至800℃，保温1.5～2h后自然冷却，得到所述催化剂Co/Fe‑MOF@C。CN113224332ACN113224332A权利要求书1/1页1.一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂，其特征在于，所述催化剂为Co/Fe‑MOF@C，其中Fe‑MOF为Fe‑MOF‑74。2.根据权利要求1所述的一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1：将九水合硝酸铁和2,5‑二羟基对苯二甲酸加入到N,N‑二甲基甲酰胺中，超声溶解，然后加入乙醇溶液和去离子水，搅拌后移至高压反应釜中，放置在烘箱中于120～130℃下反应24～30h后冷却，过滤，得到Fe‑MOF‑74；S2：将淀粉、明胶和聚乙烯醇加入到蒸馏水中，加热至85～90℃进行搅拌，冷却后加入步骤S1中的Fe‑MOF‑74，继续搅拌，搅拌速率从180r/min逐渐降至20r/min，保证Fe‑MOF‑74能够充分分散，然后静置1.5～2h后得到凝胶，将该凝胶烘干，备用；S3：将六水合硝酸钴溶解于蒸馏水中，超声搅拌之充分溶解后将步骤S2中得到的物质加入，搅拌20～40min后过滤，将过滤后的固体物质放置在管式炉中，通入氮气，氮气流速为45cc/min，然后以升温速率3～4℃/min升温至800℃，保温1.5～2h后自然冷却，得到所述催化剂Co/Fe‑MOF@C。3.根据权利要求1所述的一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂的制备方法，其特征在于，所述九水合硝酸铁和2,5‑二羟基对苯二甲酸的质量比为(2～4):(0.23～0.69)。4.根据权利要求1所述的一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂的制备方法，其特征在于，所述N,N‑二甲基甲酰胺、乙醇溶液和去离子水的体积比为(15～20):(2～4):(2～4)。5.根据权利要求1所述的一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂的制备方法，其特征在于，所述淀粉、明胶和聚乙烯醇的质量比为0.4:03:0.3。6.根据权利要求1所述的一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中搅拌速率从180r/min逐渐降至20r/min所需时间为10～20min。7.根据权利要求1所述的一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，六水合硝酸钴和步骤S2中得到的物质的质量比为(0.24～0.33):(0.69～0.78)。2CN113224332A说明书1/4页一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于锌‑空气液流电池技术领域，具体涉及一种锌‑空气液流电池阴极材料催化剂及其制备方法。背景技术[0002]随着化石能源的快速消耗和全球气候变暖问题的日益严峻，人们开始大力研究更为绿色清洁的能源转换及储能设备，例如电分解水装置，燃料电池和金属空气电池。锌空气电池因其较高的能量密度，价格低廉，无污染等优点，近年来受到了广泛的关注。在锌‑空气电池阴极发生的氧还原(ORR)反应决定了电池在实际使用时的性能表现。目前，以贵金属铂为基础的铂碳(Pt/C)催化剂被认为具有最高氧还原(ORR)活性的电催化剂。[0003]在不同类型的金属‑空气电池中，水系的锌‑空