CN107740136A - 一种mec的有序介孔阴极复合材料的制备方法 - Google Patents

一种mec的有序介孔阴极复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107740136A
CN107740136A CN201710970161.7A CN201710970161A CN107740136A CN 107740136 A CN107740136 A CN 107740136A CN 201710970161 A CN201710970161 A CN 201710970161A CN 107740136 A CN107740136 A CN 107740136A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
mec
nickel cobalt
sba
template
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.)
Pending
Application number
CN201710970161.7A
Other languages
English (en)
Inventor
安霞
王文贞
吴旭
谢鲜梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201710970161.7A priority Critical patent/CN107740136A/zh
Publication of CN107740136A publication Critical patent/CN107740136A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C25B11/031—Porous electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
    • C25B11/077—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound the compound being a non-noble metal oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
    • C02F2001/46157—Perforated or foraminous electrodes
    • 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
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及微生物电解池阴极材料领域，具体是一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法。以P123为模板剂，正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，合成介孔分子筛SBA‑15。再以介孔氧化硅SBA‑15为硬模板，采用纳米浇筑技术在硬模板中分别填入不同摩尔比的前驱体镍源和钴源，在不同温度下焙烧后置于碱液中搅拌去除模板，制备具有有序介孔结构的金属氧化物。本发明制备方法简单，容易操作，成本低，极大的减少了对贵金属Pt的依赖，在微生物电解池处理废水等领域有广泛的应用前景。介孔金属氧化物NiCo2O4作为MEC的阴极催化剂，不仅增大了电极的比表面积，而且具有有序介孔孔道，还可以同步实现化学催化功能并加快电子传递。

Description

一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及微生物电解池阴极材料领域，具体是一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法。
背景技术
当今社会迫切需要各种废物的有效处置和新型清洁能源的有效开发。氢气是一种清洁、高效且可再生的能源，然而传统的制氢技术需要消耗大量的化石燃料或电能，生产成本较高。微生物电解池是在微生物燃料电池的基础上发展起来的，以微生物为催化剂，在废水处理的同时释放出氢气的装置。该装置不仅能够实现水污染治理，更能“变废为宝”，其实际的生产应用会带来更大经济效益。其基本工作原理是在外界电压作用下，生长在MEC阳极表面的产电细菌，氧化有机物产生电子、质子和CO2，电子被阳极收集后通过外电路到达阴极与质子结合产生氢气。
在微生物电解池制氢装置中，阴极的主要作用是将氢离子和电子结合以产生氢气，是氢气产生最直接的位置，因此，阴极在MEC制氢技术中有着举足轻重的作用。阴极主要由支撑材料和阴极催化剂构成，目前阴极支撑材料主要为在微生物电解池中阳极所用材料，如碳或石墨等。阴极催化剂目前使用频率最高的为具有良好的化学稳定性和较低的析氢过电位的Pt，因其具有卓越的催化性能，在微生物电解池中得到了普遍地应用，获得了较高的氢气产率和能量效率等。但由于其昂贵的价格，且在使用过程中容易造成环境污染，因此寻求替代Pt的阴极催化剂成为目前MEC制氢研究的一个重点。
因此，在现有技术的基础上，整合开发一种MEC制氢阴极是非常及时的，也是非常必要的。
发明内容
本发明为了解决现有阴极催化剂造价昂贵且存在环境污染等问题，提供了一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，
⑴介孔氧化硅SBA-15的合成
将模板剂P123溶于HCl溶液中，水浴加热搅拌溶解，并逐滴加入硅源正硅酸乙酯搅拌，然后在反应釜里静置，过滤、洗涤、干燥后，焙烧，即制得介孔分子筛SBA-15；
⑵镍钴氧化物/SBA-15的制备
以介孔分子筛SBA-15为硬模板，利用浸渍方法将镍钴前体引入硬模板SBA-15的孔道中，干燥过夜，然后焙烧制得催化剂；
⑶硅模板的去除
将上述制得的催化剂置于NaOH溶液或者HF溶液中搅拌以除去硬模板SBA-15，得到催化剂镍钴氧化物；
⑷电极的制备
将催化剂镍钴氧化物置于无水乙醇中，超声，然后使用粘结剂固定于碳纸两侧，室温下干燥，制得MEC阴极电极。
作为本发明技术方案的进一步改进，步骤⑴中模板剂P123占硅源的摩尔百分数为0.01～0.03，HCl溶液控制在1.5～2.5，水浴加热搅拌时间为20h～40h，优选24h。
作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤⑴中反应釜中水热温度为90℃～110℃，时间控制在20h～60h。
作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤⑴中焙烧温度控制在450℃～600℃，焙烧气氛选用在惰性气体气氛下，时间为3h～6h，优选5h。
作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤⑵中镍钴前体选用可溶性镍钴盐类，优先采用的是镍钴类水合硝酸盐。
作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤⑵中干燥温度不超过100℃，优选60℃。
作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤⑶中选用的NaOH溶液或HF溶液浓度为1mol/L～4mol/L，溶液温度不超过100℃。
作为本发明技术方案的进一步改进，在步骤⑷中所采用的粘结剂选用Nafion溶液，控制使用量在5μL～15μL。
另外，本发明提供了上述任一一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法制备得到的催化剂镍钴氧化物作为阴极电极在MEC中的应用。
本发明所述的MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法相对于现有技术具有如下有益效果：
1.本发明制备方法简单，容易操作，成本低，极大的减少了对贵金属Pt的依赖，在微生物电解池处理废水等领域有广泛的应用前景。
2.使用硬模板法制备镍钴金属氧化物，可有效复制SBA-15的有序介孔结构。
3.介孔金属氧化物NiCo2O4作为MEC的阴极催化剂，不仅增大了电极的比表面积，而且具有有序介孔孔道，还可以同步实现化学催化功能并加快电子传递。
4.以介孔金属氧化物NiCo2O4作为MEC的阴极催化剂同步处理废水并产氢，可稳定运行，并且产氢量高达到8.48ml，为MEC商业化奠定了良好基础。
附图说明
图1为实施例2、3、4、5制备有序介孔镍钴氧化物材料的X-射线小角散射图。
图2为实施例3、6、7制备有序介孔镍钴氧化物材料X-射线大角散射图。
图3为实施例2、8、9制备有序介孔镍钴氧化物材料X-射线大角散射图。
图4为实施例2、3、4、5制备有序介孔镍钴氧化物材料氮吸附曲线图。
图5为实施例1、3的TEM表征图。
图6为实施例1、3的TEM放大表征图。由图可以看出：所制得的镍钴氧化物材料成功复制了硬模板SBA-15的有序介观结构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，
⑴介孔氧化硅SBA-15的合成
将模板剂P123溶于HCl溶液中，水浴加热搅拌溶解，并逐滴加入硅源正硅酸乙酯搅拌，然后在反应釜里静置，过滤、洗涤、干燥后，焙烧，即制得介孔分子筛SBA-15；
⑵镍钴氧化物/SBA-15的制备
以介孔分子筛SBA-15为硬模板，利用浸渍方法将镍钴前体引入硬模板SBA-15的孔道中，干燥过夜，然后焙烧制得催化剂；
⑶硅模板的去除
将上述制得的催化剂置于NaOH溶液或者HF溶液中搅拌以除去硬模板SBA-15，得到催化剂镍钴氧化物；
⑷电极的制备
将催化剂镍钴氧化物置于无水乙醇中，超声，然后使用粘结剂固定于碳纸两侧，室温下干燥，制得MEC阴极电极。
优选的，步骤⑴中模板剂P123占硅源的摩尔百分数为0.01～0.03，可选0.01、0.02、0.03；HCl溶液控制在1.5～2.5，可选1.5、2.0、2.5；水浴加热搅拌时间为20h～40h，可选20h、30、40h，优选24h。
优选的，在步骤⑴中反应釜中水热温度为90℃～110℃，可选90℃、100℃、110℃；时间控制在20h～60h，可选20h、30h、40h、50h、60h。
优选的，在步骤⑴中焙烧温度控制在450℃～600℃，可选450℃、500℃、550℃、600℃，焙烧气氛选用在惰性气体气氛下，时间为3h～6h，可选3h、4h、5h、6h，优选5h。
优选的，在步骤⑵中镍钴前体选用可溶性镍钴盐类，优先采用的是镍钴类水合硝酸盐。
优选的，在步骤⑵中干燥温度不超过100℃，可选40℃、50℃60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，优选60℃。
优选的，在步骤⑶中选用的NaOH溶液或HF溶液浓度为1mol/L～4mol/L，可选1mol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L，溶液温度不超过100℃，可选40℃、50℃60℃、70℃、80℃、90℃、100℃。
优选的，在步骤⑷中所采用的粘结剂选用Nafion溶液，控制使用量在5μL～15μL，可选5μL、10μL、15μL。
另外，本发明提供了上述任一一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法制备得到的催化剂镍钴氧化物作为阴极电极在MEC中的应用。
为了更详细的说明本发明的技术方案，下面提供了本发明技术方案的具体步骤：
1.将P123溶于PH为1.5～2.5的HCl溶液中，在35℃～45℃的水浴中搅拌，逐滴加入正硅酸乙酯(确保P123占硅源的摩尔百分数为0.01～0.03)，再持续搅拌一天，然后在反应釜内于90℃～110℃静置20～60h，过滤、洗涤和干燥后，惰性气体气氛下于450℃～600℃焙烧5h，即制得介孔分子筛SBA-15。
2.采用不同浸渍方法将镍钴前体引入硬模板SBA-15孔道，干燥后于惰性气体气氛下分别采用不同温度焙烧。
3.将样品置于1M～4M NaOH溶液中在60℃搅拌下除去硅模板。
4.催化剂置于0.5ml～1.5ml无水乙醇中，超声半小时，涂于碳纸两侧后，再涂5μL～15μL的Nafion溶液，50℃干燥。
具体实施时，MEC优先采用结构简单、成本低、内阻小、产氢率较高的单室反应器。
下面通过具体实施例对本发明做进一步地说明，但本发明并不局限于下述实施例。
实施例1
在水浴温度39℃下，将5g P123(占正硅酸乙酯的摩尔百分数为0.02)溶于200mLPH＝2.0的盐酸溶液中，4小时后逐滴加入11mL的正硅酸乙酯，搅拌20h，过滤，转移至反应釜中，100℃静置反应48h，抽滤，60℃干燥，550℃焙烧5小时，得到白色介孔硬模板SBA-15。
实施例2
称取一定量的镍钴硝酸盐(镍钴摩尔比为1:2)溶于无水乙醇溶液中，加入实施例1干燥后的SBA-15 1g，使其恰好满足等体积浸渍条件(固液体积比为1:1)，搅拌下蒸干。将所得样品于60℃烘箱中过夜干燥，接着于管式炉氮气气氛下550℃焙烧5h。然后，置于2mol/L的NaOH溶液50℃下搅拌24h去除模板，接着过滤，并分别用无水乙醇和蒸馏水洗至中性。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。
实施例3
称取1g实施例1干燥后的SBA-15分散于20mL正己烷中，超声振荡30分钟，再滴加一定量的硝酸盐溶液(镍钴摩尔比为1:2)，超声60分钟。将样品加热使正己烷挥发后，置于60℃真空干燥箱中过夜干燥，惰性气体气氛下550℃焙烧5h。然后，将所得样品置于2mol/L的NaOH溶液在50℃下搅拌24h，接着离心分离，用无水乙醇和蒸馏水洗至中性。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。
实施例4
称取一定量的硝酸盐溶于一定量蒸馏水中(镍钴摩尔比为1:2)，加入1g实施例1干燥后的SBA-15，等体积浸渍，超声振荡60分钟。将所得样品于60℃烘箱中过夜干燥，接着于管式炉氮气气氛下550℃焙烧5h。然后，用2mol/L的NaOH溶液50℃下搅拌24h，接着离心后用无水乙醇和蒸馏水洗至少3次。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。
实施例5
将硝酸盐溶液(镍钴摩尔比为1:2)利用等体积浸渍法浸渍1g实施例1干燥后的SBA-15，超声振荡60分钟。将所得样品于60℃烘箱中过夜干燥，接着于管式炉氮气气氛下300℃焙烧2h。
然后将焙烧样品加入与之前相同的硝酸盐溶液中进行第二次浸渍，干燥后将样品于550℃焙烧3h。然后，用2mol/L的NaOH溶液50℃下搅拌24h，接着离心分离，并用无水乙醇和蒸馏水洗至中性。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。实施例2至5制备得到的催化剂镍钴氧化物的氮吸附结果参见表1和图4。
表1实施例2、3、4、5制备催化剂镍钴氧化物氮吸附结果
备注：表1中SBET为比表面积，Smicro-pore为微孔比表面积，Smecro-pore为介孔比表面积。
由表1和图4可以看出：所有样品均呈有序微介孔结构，实施例3所得样品具有最高的微孔和介孔比表面积。
实施例6
利用双溶剂浸渍法将镍钴摩尔比为1:2的硝酸盐溶液引入1g实施例1干燥后的SBA-15孔道，60℃干燥过夜，350℃焙烧5h。然后，利用2mol/L NaOH溶液搅拌24h除去SBA-15模板，接着离心，无水乙醇和蒸馏水洗至中性。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。
实施例7
双溶剂法将镍钴摩尔比为1:2的硝酸盐溶液浸渍引入1g实施例1干燥后的SBA-15，超声振荡，60℃干燥，管式炉中氮气气氛下800℃焙烧5h。然后利用2mol/L NaOH溶液搅拌24h除去SBA-15模板，离心后，分别用醇洗和水洗3次。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。
实施例8
等体积浸渍法将镍钴摩尔比为1:3的硝酸盐溶液引入1g实施例1干燥后的SBA-15，60℃干燥过夜，氮气气氛下550℃焙烧5h。然后，利用2mol/L NaOH溶液搅拌24h除去SBA-15模板，离心后，分别用无水乙醇醇洗和蒸馏水洗3次。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。
实施例9
利用等体积浸渍法将镍钴摩尔比为3:1的硝酸盐溶液引入1g实施例1干燥后的SBA-15，60℃干燥过夜，管式炉中550℃焙烧5h。然后，利用2mol/L NaOH溶液搅拌24h除去SBA-15模板，离心后，分别醇洗和水洗3次至中性。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。
实施例10
利用固液法将单纯镍盐溶液(镍钴摩尔比为1:0)或者钴盐溶液(镍钴摩尔比为0:1)分别引入1g实施例1干燥后的SBA-15，管式炉中550℃焙烧5h。然后，利用2mol/L HF溶液搅拌24h除去SBA-15模板，离心后，分别用无水乙醇洗和蒸馏水洗3次至中性。最后于60℃烘箱中干燥，即制得催化剂镍钴氧化物。
实施例11
将制得的实施例2至10制得的催化剂镍钴氧化物置于0.5ml无水乙醇中，超声半小时，涂于2×2cm碳纸两侧，干燥后再涂10μL的Nafion溶液，50℃干燥，置于MEC装置的阴极。
实施例12
MEC反应器阳极采用纯碳毡，阴极采用实施例11制得的阴极，阴阳极之间用鳄鱼夹铜导线连接，将参比电极插入盐桥中，其他两个口一个为进气口，通入溶液中，以便在实验启动前通入氮气去除溶解氧，一个为出气口，连接外部带刻度的U型管利用排水法收集气体。将整体反应器置于恒温培养箱中，设置特定的温度。实施例11制得的阴极使用的到该MEC反应器后的产氢量如表2所示。
表2各实施例得到的催化剂镍钴氧化物制得的阴极产氢量
由表2可以看出：将富含微孔的介观尖晶石结构的镍钴复合氧化物物应用于MEC阴极产氢效率最高。

Claims (9)

1.一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，其特征在于，
⑴介孔氧化硅SBA-15的合成
将模板剂P123溶于HCl溶液中，水浴加热搅拌溶解，并逐滴加入硅源正硅酸乙酯搅拌，然后在反应釜里静置，过滤、洗涤、干燥后，焙烧，即制得介孔分子筛SBA-15；
⑵镍钴氧化物/SBA-15的制备
以介孔分子筛SBA-15为硬模板，利用浸渍方法将镍钴前体引入硬模板SBA-15的孔道中，干燥过夜，然后焙烧制得催化剂；
⑶硅模板的去除
将上述制得的催化剂置于NaOH溶液或者HF溶液中搅拌以除去硬模板SBA-15，得到催化剂镍钴氧化物；
⑷电极的制备
将催化剂镍钴氧化物置于无水乙醇中，超声，然后使用粘结剂固定于碳纸两侧，室温下干燥，制得MEC阴极电极。
2.根据权利要求1所述的一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，其特征在于，步骤⑴中模板剂P123占硅源的摩尔百分数为0.01～0.03，HCl溶液控制在1.5～2.5，水浴加热搅拌时间为20h～40h，优选24h。
3.根据权利要求1所述的一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑴中反应釜中水热温度为90℃～110℃，时间控制在20h～60h。
4.根据权利要求1所述的一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑴中焙烧温度控制在450℃～600℃，焙烧气氛选用在惰性气体气氛下，时间为3h～6h，优选5 h。
5.根据权利要求1所述的一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑵中镍钴前体选用可溶性镍钴盐类，优先采用的是镍钴类水合硝酸盐。
6.根据权利要求1所述的一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑵中干燥温度不超过100℃，优选60℃。
7.根据权利要求1所述的一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑶中选用的NaOH溶液或HF溶液浓度为1mol/L～4mol/L，溶液温度不超过100℃。
8.根据权利要求1所述的一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑷中所采用的粘结剂选用Nafion溶液，控制使用量在5 μL～15μL。
9.权利要求1至8任一权利要求所述一种MEC的有序介孔阴极复合材料的制备方法制备得到的催化剂镍钴氧化物作为阴极电极在MEC中的应用。
CN201710970161.7A 2017-10-16 2017-10-16 一种mec的有序介孔阴极复合材料的制备方法 Pending CN107740136A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710970161.7A CN107740136A (zh) 2017-10-16 2017-10-16 一种mec的有序介孔阴极复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710970161.7A CN107740136A (zh) 2017-10-16 2017-10-16 一种mec的有序介孔阴极复合材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107740136A true CN107740136A (zh) 2018-02-27

Family

ID=61236864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710970161.7A Pending CN107740136A (zh) 2017-10-16 2017-10-16 一种mec的有序介孔阴极复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107740136A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109319942A (zh) * 2018-09-20 2019-02-12 江苏理工学院 一种生物电化学处理系统的构建方法及处理电镀废水中铜、镍的应用
CN111029633A (zh) * 2019-11-15 2020-04-17 广东轻工职业技术学院 一种微生物燃料电池及其制备方法与应用
CN111863456A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 多助科技(武汉)有限公司 一种外壳形貌可控的中空结构的镍钴氧化物电极材料的制备方法和应用
CN114182280A (zh) * 2021-11-08 2022-03-15 太原理工大学 基于Ni-SAPO-34复合材料的MEC析氢阴极电极
CN115072838A (zh) * 2022-07-08 2022-09-20 重庆大学 一种单室微生物燃料电池处理垃圾渗滤液混合页岩气返排废水产电的新方法
CN115491708A (zh) * 2022-09-28 2022-12-20 西南石油大学 一种用于含盐废水电解制氢的电极及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583255B (zh) * 2012-01-04 2013-08-21 渤海大学 一种介孔过渡金属复合氧化物的制备方法
CN104773762A (zh) * 2015-03-16 2015-07-15 浙江理工大学 一种生长在碳纤维布上的NiCo2O4介孔纳米管材料及其制备方法
CN104773764A (zh) * 2015-03-30 2015-07-15 北京化工大学 一种三维花状钴酸镍纳米片介孔微球的制备方法
KR101736096B1 (ko) * 2016-01-22 2017-05-16 영남대학교 산학협력단 메조기공 구조의 NiCo2O4 나노구조체 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583255B (zh) * 2012-01-04 2013-08-21 渤海大学 一种介孔过渡金属复合氧化物的制备方法
CN104773762A (zh) * 2015-03-16 2015-07-15 浙江理工大学 一种生长在碳纤维布上的NiCo2O4介孔纳米管材料及其制备方法
CN104773764A (zh) * 2015-03-30 2015-07-15 北京化工大学 一种三维花状钴酸镍纳米片介孔微球的制备方法
KR101736096B1 (ko) * 2016-01-22 2017-05-16 영남대학교 산학협력단 메조기공 구조의 NiCo2O4 나노구조체 제조방법

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOISES CABO ET AL.: "Mesoporous NiCo2O4 Spinel: Influence of Calcination Temperature over Phase Purity and Thermal Stability", 《CRYSTAL GROWTH & DESIGN》 *
X. HUANG ET AL.: "Effect of metal species on the morphology of metal (oxides) within mesochannels of SBA-15 via a double-solvent method", 《MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS》 *
XUEHUI GAO ET AL.: "Hierarchical NiCo2O4 Hollow Microcuboids as Bifunctional Electrocatalysts for Overall Water-Splitting", 《ANGEW. CHEM. INT. ED》 *
代红艳 等: "微生物电解池阴极催化剂研究进展", 《现代化工》 *
王文贞 等: "硬模板法合成介孔金属氧化物的研究进展", 《应用化工》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109319942A (zh) * 2018-09-20 2019-02-12 江苏理工学院 一种生物电化学处理系统的构建方法及处理电镀废水中铜、镍的应用
CN111029633A (zh) * 2019-11-15 2020-04-17 广东轻工职业技术学院 一种微生物燃料电池及其制备方法与应用
CN111029633B (zh) * 2019-11-15 2023-03-28 广东轻工职业技术学院 一种微生物燃料电池及其制备方法与应用
CN111863456A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 多助科技(武汉)有限公司 一种外壳形貌可控的中空结构的镍钴氧化物电极材料的制备方法和应用
CN111863456B (zh) * 2020-07-21 2022-04-12 多助科技(武汉)有限公司 一种外壳形貌可控的中空结构的镍钴氧化物电极材料的制备方法和应用
CN114182280A (zh) * 2021-11-08 2022-03-15 太原理工大学 基于Ni-SAPO-34复合材料的MEC析氢阴极电极
CN114182280B (zh) * 2021-11-08 2023-08-11 太原理工大学 基于Ni-SAPO-34复合材料的MEC析氢阴极电极
CN115072838A (zh) * 2022-07-08 2022-09-20 重庆大学 一种单室微生物燃料电池处理垃圾渗滤液混合页岩气返排废水产电的新方法
CN115491708A (zh) * 2022-09-28 2022-12-20 西南石油大学 一种用于含盐废水电解制氢的电极及其制备方法和应用
CN115491708B (zh) * 2022-09-28 2023-04-28 西南石油大学 一种用于含盐废水电解制氢的电极及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107740136A (zh) 一种mec的有序介孔阴极复合材料的制备方法
CN108736028B (zh) 一种多孔氮掺杂碳负载钴纳米材料、制备方法及其应用
CN105642326B (zh) 一种多孔碳负载金属复合材料及其制备方法和应用
CN105826572B (zh) 一种N,S双掺杂碳纳米管包覆FexC催化剂、制备方法及其应用
CN106824198B (zh) 钴基产氧催化剂及其制备方法以及一种碱性制氢电解槽
CN105529472A (zh) 一种Co-N双掺杂片状多孔二维碳材料及其制备方法
CN110721713B (zh) 一种Mo2C催化材料及其制备方法与应用
CN113013428A (zh) 一种Fe,Co双金属掺杂介孔碳氧还原催化剂的制备方法及应用
CN113249739B (zh) 金属磷化物负载的单原子催化剂及其制备方法和作为析氢反应电催化剂的应用
CN105220172B (zh) 一种将二氧化碳及水蒸气混合气直接转化为富含甲烷的气体的管式结构及其制备方法和应用
CN107954420B (zh) 一种电化学阳极剥离石墨箔片制备三维石墨烯的方法
CN101515648A (zh) 一种可用于燃料电池的新型膜电极组件,制备方法及其应用
CN110993968A (zh) 一种碳气凝胶单金属原子催化剂的制备方法及电催化应用
CN109546162A (zh) 一种微孔化铁-氮掺杂碳催化剂材料的可循环制备方法
CN111477886A (zh) 一种Co-Fe双金属掺杂多孔碳氧还原催化剂及其制法
CN110048134A (zh) 一种制备多孔氮氟双掺杂碳氧还原催化剂的普适性方法
CN108704663A (zh) 一种双金属碳纳米复合电催化材料的制备方法
CN103055853A (zh) 一种以氧化硅分子筛为模板制备水电解析氧催化剂的方法
CN110965076A (zh) 一种双功能三维分层核壳结构电解水电极的制备方法
CN103157467B (zh) 一种Ru和/或Ir贵金属氧化物及其在析氧电催化的应用
CN110655120B (zh) 介孔球状钴酸镍纳米材料的制备方法
CN107265475A (zh) 一种铁系元素微孔分子筛和制备方法及应用
CN110292939A (zh) 一种双碳限域的铱纳米团簇及其制备方法和应用
CN110117797A (zh) 一种电解池及其在电解水制氢中的应用
CN113512738B (zh) 三元铁镍钼基复合材料电解水催化剂、其制备方法和应用

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180227

RJ01 Rejection of invention patent application after publication