CN107597162A - 一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107597162A CN107597162A CN201710791253.9A CN201710791253A CN107597162A CN 107597162 A CN107597162 A CN 107597162A CN 201710791253 A CN201710791253 A CN 201710791253A CN 107597162 A CN107597162 A CN 107597162A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nitrogen
- cnts
- particles
- preparation
- carbon material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 7
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 5
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 3
- XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 1-(1-adamantyl)-3-aminothiourea Chemical group C1C(C2)CC3CC2CC1(NC(=S)NN)C3 XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 2
- OQUOOEBLAKQCOP-UHFFFAOYSA-N nitric acid;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O[N+]([O-])=O OQUOOEBLAKQCOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 abstract description 2
- JYZIHLWOWKMNNX-UHFFFAOYSA-N benzimidazole Chemical compound C1=C[CH]C2=NC=NC2=C1 JYZIHLWOWKMNNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 3
- 150000001556 benzimidazoles Chemical class 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- SAXCKUIOAKKRAS-UHFFFAOYSA-N cobalt;hydrate Chemical compound O.[Co] SAXCKUIOAKKRAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- JGPSMWXKRPZZRG-UHFFFAOYSA-N zinc;dinitrate;hexahydrate Chemical class O.O.O.O.O.O.[Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JGPSMWXKRPZZRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 239000013500 performance material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1：CoZn‑PhIM的合成 将苯并咪唑溶解于二甲基甲酰胺中形成溶液A，将钴盐和锌盐搅拌溶解于二甲基甲酰胺中形成溶液B；将溶液A与溶液B混合并搅拌，然后置于烘箱中静置，将混合液离心、洗涤、干燥、活化后即得CoZn‑PhIM前体；S2：富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料的合成 将S1所得CoZn‑PhIM前体置于管式炉中，于惰性气体氛围下高温煅烧，即得富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料。本发明提供的氮掺杂碳材料主要由多孔碳组成，具有高的比表面积、含氮量和石墨化程度，同时富含纳米尺寸的Co纳米粒子和弯曲的碳纳米管。该材料具有电催化氧还原反应（ORR）及氧析出反应（OER）的双功能电催化性能，可作为双功能电催化氧催化剂应用于电催化领域中。
Description
技术领域
本发明涉及纳米能源领域，具体地，涉及一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料及其制备方法和应用。
背景技术
用于锂-空气电池的催化材料包括贵金属(Pt、Ru、Ir等)及其合金、多孔碳材料、过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物等。虽然以上这些催化剂对锂-空气电池的电极反应均表现出良好的催化活性及稳定性，可是找到一类催化剂既有ORR活性又有OER活性仍具有很大的挑战性。将锂-空气电池本身应有的充放电容量真正实现于工业生产还具有很长的路要走。
金属有机骨架材料（MOFs），自从上世纪九十年代第一次合成，由于其较高的比表面积、孔径可调、可功能化修饰、具有不饱和金属配位、结构多样性等特性，迅速成为科研工作者青睐有加的功能材料，并且广泛应用于分离、气体吸附、药物输送、催化、光学、电学等领域。MOFs是由含氧、氮等的多齿有机配体与过渡金属自组装形成的配位化合物。作为一种超低密度的多孔材料，可储存大量气体，可为交通工具提供便捷的储能手段。另外，由于MOFs的大孔可増加锂-空气电池的电池容量，人们可尝试将MOFs用作锂-空气电池的催化剂，并对其进行设计优化获得具有ORR和OER双活性的双功能催化剂。MOFs材料作为锂-空气电池正极催化剂是很有发展前景的。然而，在大部分将MOFs用于ORR或OER催化剂的研究中，MOFs通常作为基体或前驱体或者跟其他材料复合，才能显示出优异的催化性能，很少有人将纯MOFs作为电化学催化剂。这是因为MOFs结构在水溶液中很不稳定，微孔的MOFs与电极表面接触作用较差，也就是MOFs结构的导电性能差。如果能够得到导电性能良好的MOFs，将会在很大程度上改善MOFs的催化活性，也可使其更加广泛的应用于电催化领域。
目前，改善材料导电性能最常用的方法是改善材料结构的电子传递途径，特别是多种碳网络框架的构建，比如多孔碳与导电性良好的碳纳米管的复合材料，可以很好改善电子传递的速率，从而増加其导电性能。另外，同时具有微孔介孔结构的新型材料有利于电解液的传输，以及活性分子的吸附脱附，对电催化性能具有显著的提高。因此，以MOFs为前体制备具有多级孔道结构（微孔、介孔、大孔等）的多孔碳材料，并同时富含具有导电性质的碳纳米管及金属颗粒具有非常显著的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料，本发明提供的氮掺杂碳材料主要由多孔碳组成，具有高的比表面积、含氮量和石墨化程度，同时富含纳米尺寸的Co纳米粒子和弯曲的碳纳米管。
本发明的另一目的在于提供上述具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料作为双功能电催化氧催化剂在电催化领域中的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：CoZn-PhIM的合成
将苯并咪唑溶解于二甲基甲酰胺中形成溶液A，将钴盐和锌盐搅拌溶解于二甲基甲酰胺中形成溶液B；将溶液A与溶液B混合并搅拌，然后置于烘箱中静置，将混合液离心、洗涤、干燥、活化后即得CoZn-PhIM前体；
S2：富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料的合成
将S1所得CoZn-PhIM前体置于管式炉中，于惰性气体氛围下高温煅烧，即得富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料。
本发明以Co、锌(Zn)为金属配位中心，以苯并咪唑(PhIM)为配体制备得到咪唑框架前体（CoZn-PhIM），继而以此为模板衍生得到富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料。具有导电性能的Co纳米颗粒以及碳纳米管能有效的改善材料的导电性，从而降低电极材料的电阻，提高复合材料的催化性能。
本发明提供的方法制备得到的材料主要由多孔碳组成，具有高的比表面积、含氮量和石墨化程度，同时富含纳米尺寸的Co纳米粒子和弯曲的碳纳米管(Co@PC-CNTs)。该材料具有电催化氧还原反应（ORR）及氧析出反应（OER）的双功能电催化性能，可作为双功能电催化氧催化剂应用于电催化领域中。
优选地，S1中，所述苯并咪唑、钴盐和锌盐的摩尔比为5.084 ：0～2.577：0～2.577。在本发明中，所述钴盐和锌盐的用量不同时为零。
优选地，S1中，所述烘箱的温度为130～150 ℃，静置时间为48～72h。
优选地，S1中，所述活化为真空活化，活化温度为150～200℃，活化时间为12～24h；更为优选地，活化温度为180 ℃，活化时间为18 h。
优选地，S1中，所述钴盐为六水合硝酸钴，所述锌盐为六水合硝酸锌。
优选地，S2中，所述高温煅烧的条件为：以3～5℃/min的速率升温至800～1000℃，煅烧2～3h；更为优选地，以4℃/min的速率升温至900℃，煅烧3h。
优选地，S1中，所述离心的转速为5000r/min。
优选地，S1中，将溶液B缓慢倒入溶液A中，混合搅拌5min。
本发明同时保护上述制备方法制备得到的具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料。
值得说明的是，上述具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料作为双功能电催化氧催化剂在电催化领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的氮掺杂碳材料主要由多孔碳组成，具有高的比表面积、含氮量和石墨化程度，同时富含纳米尺寸的Co纳米粒子和弯曲的碳纳米管(Co@PC-CNTs)；该材料具有电催化氧还原反应（ORR）及氧析出反应（OER）的双功能电催化性能，可作为双功能电催化氧催化剂应用于电催化领域中。
附图说明
图1为本发明实施例1制备得到的Co@PC-CNTs的扫描电镜图；
图2为本发明实施例1制备得到的Co@PC-CNTs的粉末衍生图；
图3为本发明实施例1制备得到的Co@PC-CNTs的ORR性能图；
图4为本发明实施例1制备得到的Co@PC-CNTs的OER性能图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。
实施例1
一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料，其制备方法如下：
（1）CoZn-PhIM的合成
称取0.75 g苯并咪唑，在室温下搅拌溶解于20 mL的DMF中形成溶液A。称取0.562 g六水合硝酸钴和0.192 g六水合硝酸锌，在室温下搅拌溶解于25 mL的DMF中形成溶液B。将B缓慢倒入A中，搅拌5 min后倒入100 mL蓝盖瓶中，110℃下静止72 h，混合液以5000r/min的速度离心，并用DMF洗涤3次，低温下真空干燥12 h，200 oC真空活化24 h，得到CoZn-PhIM前体。
（2）Co@PC-CNTs的合成
称取200 mg步骤（1）中的CoZn-PhIM放入管式炉中，在氩气气氛下，以5 ℃/min的速率升至900℃，煅烧3 h，得到30.5 mgCo@PC-CNTs。
实施例2
一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料，其制备方法如下：
（1）CoZn-PhIM的合成
称取0.75 g苯并咪唑，在室温下搅拌溶解于20 mL的DMF中形成溶液A。称取0.375 g六水合硝酸钴和0.383 g六水合硝酸锌，在室温下搅拌溶解于25 mL的DMF中形成溶液B。将B缓慢倒入A中，搅拌5 min后倒入100 mL蓝盖瓶中，110℃下静止72 h，混合液以5000r/min的速度离心，并用DMF洗涤3次，低温下真空干燥12 h，200℃真空活化24 h，得到CoZn-PhIM前体。
（2）Co@PC-CNTs的合成
称取200 mg步骤（1）中的CoZn-PhIM放入管式炉中，在氩气气氛下，以5 ℃/min的速率升至900℃，煅烧3 h，得到27.6 mgCo@PC-CNTs。
实施例3
一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料，其制备方法如下：
（1）CoZn-PhIM的合成
称取0.75 g苯并咪唑，在室温下搅拌溶解于20 mL的DMF中形成溶液A。称取0.188 g六水合硝酸钴和0.576 g六水合硝酸锌，在室温下搅拌溶解于25 mL的DMF中形成溶液B。将B缓慢倒入A中，搅拌5 min后倒入100 mL蓝盖瓶中，110℃下静止72 h，混合液以5000r/min的速度离心，并用DMF洗涤3次，低温下真空干燥12 h，200 oC真空活化24 h，得到CoZn-PhIM前体。
（2）Co@PC-CNTs的合成
称取200 mg步骤（1）中的CoZn-PhIM放入管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的速率升至900℃，煅烧3h，得到27.6 mgCo@PC-CNTs。
对实施例1制备得到的氮掺杂碳材料的形貌、ORR性能和OER性能进行测试，测试结果如下。
图1为实施例1制备得到的氮掺杂碳材料Co@PC-CNTs的扫描电镜图，由图1可知，Co@PC-CNTs负载了大量的碳纳米管及纳米颗粒。
图2为实施例1制备得到的氮掺杂碳材料Co@PC-CNTs的粉末衍生图，由图2所示，Co@PC-CNTs中的多孔碳具有石墨化结构。
图3为实施例1制备得到的氮掺杂碳材料Co@PC-CNTs的ORR性能图，由图3可知，Co@PC-CNTs的氧还原ORR性能可跟商业铂碳（Pt@C）相媲美。
图4为实施例1制备得到的Co@PC-CNTs的OER性能图，由图4可知Co@PC-CNTs的电解水析氧OER活性跟商业氧化钌相差很小，优于商业氧化铱。这说明实施例1制备得到的催化剂是一种优异的双功能电催化氧催化剂。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：CoZn-PhIM的合成
将苯并咪唑溶解于二甲基甲酰胺中形成溶液A，将钴盐和锌盐搅拌溶解于二甲基甲酰胺中形成溶液B；将溶液A与溶液B混合并搅拌，然后置于烘箱中静置，将混合液离心、洗涤、干燥、活化后即得CoZn-PhIM前体；
S2：富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料的合成
将S1所得CoZn-PhIM前体置于管式炉中，于惰性气体氛围下高温煅烧，即得富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中，所述苯并咪唑、钴盐和锌盐的摩尔比为5.084 ：0～2.577：0～2.577。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中，所述烘箱的温度为130～150 ℃，静置时间为48～72h。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中，所述活化为真空活化，活化温度为150～200℃，活化时间为12～24 h。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中，所述钴盐为六水合硝酸钴，所述锌盐为六水合硝酸锌。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S2中，所述高温煅烧的条件为：以3～5℃/min的速率升温至800～1000℃，煅烧2～3 h。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中，所述离心的转速为5000r/min。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中，将溶液B缓慢倒入溶液A中，混合搅拌5min。
9.一种权利要求1～8任一所述制备方法制备得到的具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料。
10.权利要求9所述具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料作为双功能电催化氧催化剂在电催化领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710791253.9A CN107597162B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710791253.9A CN107597162B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107597162A true CN107597162A (zh) | 2018-01-19 |
| CN107597162B CN107597162B (zh) | 2019-12-20 |
Family
ID=61057199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710791253.9A Active CN107597162B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107597162B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110354884A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-10-22 | 华南师范大学 | 一种双功能氧析出-氧还原催化材料CoFe@NC及其制备方法和应用 |
| CN110649269A (zh) * | 2019-07-11 | 2020-01-03 | 东莞理工学院 | 一种基于白千层树皮粉的非贵金属电催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112090441A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-18 | 浙江师范大学 | 一种钴基碳纳米材料的制备方法、产品及应用 |
| CN114308094A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-04-12 | 中国石油大学(北京) | 钴单原子/氮掺杂介孔碳纤维材料及其制备方法与应用 |
| CN115058616A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-16 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一维微纳分级结构Co/C/CNTs复合吸波材料及其制备方法 |
| CN115513468A (zh) * | 2022-11-22 | 2022-12-23 | 河北北方学院 | CNTs/OMC有序微孔碳纳米球的制备方法及其在锂硫电池中的应用方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106229518A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-12-14 | 北京工业大学 | 一种基于MOF模板构筑空心多面体ZnS/CoS电催化剂的制备方法 |
| CN106410224A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-15 | 青岛科技大学 | 一种钴碳孔状纳米复合物氧还原电催化剂及其制备方法和应用 |
-
2017
- 2017-09-05 CN CN201710791253.9A patent/CN107597162B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106229518A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-12-14 | 北京工业大学 | 一种基于MOF模板构筑空心多面体ZnS/CoS电催化剂的制备方法 |
| CN106410224A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-15 | 青岛科技大学 | 一种钴碳孔状纳米复合物氧还原电催化剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张莉莉等: "由钴配位聚合物得到的氮掺杂碳材料的制备及性能研究", 《化工技术与开发》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110354884A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-10-22 | 华南师范大学 | 一种双功能氧析出-氧还原催化材料CoFe@NC及其制备方法和应用 |
| CN110649269A (zh) * | 2019-07-11 | 2020-01-03 | 东莞理工学院 | 一种基于白千层树皮粉的非贵金属电催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112090441A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-18 | 浙江师范大学 | 一种钴基碳纳米材料的制备方法、产品及应用 |
| CN112090441B (zh) * | 2020-09-28 | 2023-04-25 | 浙江师范大学 | 一种钴基碳纳米材料的制备方法、产品及应用 |
| CN114308094A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-04-12 | 中国石油大学(北京) | 钴单原子/氮掺杂介孔碳纤维材料及其制备方法与应用 |
| CN114308094B (zh) * | 2020-10-10 | 2023-09-29 | 中国石油大学(北京) | 钴单原子/氮掺杂介孔碳纤维材料及其制备方法与应用 |
| CN115058616A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-16 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一维微纳分级结构Co/C/CNTs复合吸波材料及其制备方法 |
| CN115058616B (zh) * | 2022-06-16 | 2023-08-08 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一维微纳分级结构Co/C/CNTs复合吸波材料及其制备方法 |
| CN115513468A (zh) * | 2022-11-22 | 2022-12-23 | 河北北方学院 | CNTs/OMC有序微孔碳纳米球的制备方法及其在锂硫电池中的应用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107597162B (zh) | 2019-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yang et al. | MOF-derived Cu@ Cu2O heterogeneous electrocatalyst with moderate intermediates adsorption for highly selective reduction of CO2 to methanol | |
| Liu et al. | Atomically dispersed metal catalysts for the oxygen reduction reaction: synthesis, characterization, reaction mechanisms and electrochemical energy applications | |
| Chen et al. | Metal–organic framework-derived mesoporous carbon nanoframes embedded with atomically dispersed Fe–Nx active sites for efficient bifunctional oxygen and carbon dioxide electroreduction | |
| Ali et al. | Recent advances in graphene-based platinum and palladium electrocatalysts for the methanol oxidation reaction | |
| Wang et al. | Heterogeneous CoFe–Co8FeS8 nanoparticles embedded in CNT networks as highly efficient and stable electrocatalysts for oxygen evolution reaction | |
| Xu et al. | Cobalt and cobalt oxides N-codoped porous carbon derived from metal-organic framework as bifunctional catalyst for oxygen reduction and oxygen evolution reactions | |
| Cai et al. | Template-directed growth of well-aligned MOF arrays and derived self-supporting electrodes for water splitting | |
| Guo et al. | Ni single-atom sites supported on carbon aerogel for highly efficient electroreduction of carbon dioxide with industrial current densities | |
| Zhuang et al. | ZIF-67/COF-derived highly dispersed Co3O4/N-doped porous carbon with excellent performance for oxygen evolution reaction and Li-ion batteries | |
| Guo et al. | ZIF-67/PAN-800 bifunctional electrocatalyst derived from electrospun fibers for efficient oxygen reduction and oxygen evolution reaction | |
| Zhang et al. | Facile synthesis of a Cu-based MOF confined in macroporous carbon hybrid material with enhanced electrocatalytic ability | |
| Xia et al. | Pt nanoparticles embedded metal-organic framework nanosheets: A synergistic strategy towards bifunctional oxygen electrocatalysis | |
| CN107597162A (zh) | 一种具有双功能氧催化性能的富含CNTs和Co颗粒的氮掺杂碳材料及其制备方法和应用 | |
| Wang et al. | In-situ insertion of carbon nanotubes into metal-organic frameworks-derived α-Fe2O3 polyhedrons for highly sensitive electrochemical detection of nitrite | |
| Mandegarzad et al. | Cu-Pt bimetallic nanoparticles supported metal organic framework-derived nanoporous carbon as a catalyst for hydrogen evolution reaction | |
| Ma et al. | Hierarchically porous Co3C/Co-NC/G modified graphitic carbon: a trifunctional corrosion-resistant electrode for oxygen reduction, hydrogen evolution and oxygen evolution reactions | |
| CN111659401B (zh) | 一种三维多孔碳纳米管石墨烯复合膜及其制备方法 | |
| CN108722460A (zh) | 基于MOFs的NiCo@N-C双功能氧电极催化剂及其制备方法 | |
| Huang et al. | Encapsulated Rh nanoparticles in N-doped porous carbon polyhedrons derived from ZIF-8 for efficient HER and ORR electrocatalysis | |
| Mohamud et al. | Zeolotic imidazolate frameworks (ZIFs) derived porous carbon: A review from crystal growth & green synthesis to oxygen reduction reaction activity | |
| Meenu et al. | A compendium on metal organic framework materials and their derivatives as electrocatalyst for methanol oxidation reaction | |
| Sun et al. | Fe/IRMOF-3 derived porous carbons as non-precious metal electrocatalysts with high activity and stability towards oxygen reduction reaction | |
| Shang et al. | CoFe nanoalloy particles encapsulated in nitrogen-doped carbon layers as bifunctional oxygen catalyst derived from a Prussian blue analogue | |
| Wang et al. | Hierarchical tubular structures composed of CoPx and carbon nanotubes: Highly effective electrocatalyst for oxygen reduction | |
| CN111054418B (zh) | 一种析氧/析氢二维一氧化钴@二硒化钴@氮掺杂碳纳米管/石墨烯双功能复合催化剂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |