CN109599567B - 一种遗态衍生复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种遗态衍生复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种遗态衍生复合材料，由过渡金属‑氮‑碳基体和20～80wt％的过渡金属氧化物纳米粒子构成直径为200～500nm的类叶绿体球状结构。所述遗态衍生复合材料的制备方法为：(1)将植物叶片破碎后置入提取液中研磨，纱布过滤后再用差速离心法提纯叶绿体，然后用戊二醛磷酸盐缓冲液浸泡以固定叶绿体的微观结构；(2)将结构固定后的叶绿体先后置于HCl水溶液和过渡金属乙酸盐的甲醇溶液中浸泡，获得过渡金属叶绿素衍生物，离心清洗后冷冻干燥；(3)将冷冻干燥后的叶绿体在惰性气体气氛或真空条件下煅烧，获得所述遗态衍生复合材料。本发明的遗态衍生复合材料具有稳定可控的微纳结构，可应用为燃料电池电极催化剂。

Description

一种遗态衍生复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于电催化材料技术领域，具体涉及一种遗态衍生复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
电催化作为能源、环境领域的重要课题，在很多电化学器件中发挥着关键作用，例如，燃料电池中催化负极燃料氧化反应和正极氧气还原反应的过程，水电解槽中催化阳极析氧和阴极析氢反应的过程等。为了提高电催化效率，高性能电催化剂的研究是重中之重。以燃料电池正极过程——氧还原反应(ORR)为例，复杂的反应路径直接制约了正极反应效率，进而影响电池功率。目前市场上大多使用铂基电催化剂提高其反应效率，然而由于铂的价格昂贵、资源有限，并且铂催化剂容易中毒、稳定性低，这些因素限制了燃料电池的开发和商业化应用。因此，开发低成本、绿色环保且催化活性高、稳定性好的非贵金属催化材料是推动燃料电池发展亟需解决的问题。
同时，对于电催化材料来说，将活性成分与高比表面积的微纳结构相耦合，最大限度的提高有效反应界面和活性成分利用率，降低由电荷传递、浓差极化等引起的过电势，是电催化材料商业化应用的关键。目前多种以金属卟啉、酞箐为前驱体的非贵金属环氮金属成分(M-N-C)电催化剂已被证实具有优异的氧还原反应催化性能。然而，这些材料的制备需要预先合成或者购买配合物前驱体，并且很难获得可控的微纳结构。
为了获得精细有序的微纳结构，人们提出了遗态材料的概念，即以自然界中生物自身进化出来的多级、多维结构为模板，将微纳结构引入人工材料，制备出组分不同但是能够保持生物精细结构的新型材料。传统的遗态材料技术仅仅利用生物材料作为模板获取微纳结构，并未利用生物既有成分(例如天然金属卟啉)作为前驱体制取电催化材料。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的之一是提供一种遗态衍生复合材料。
具体技术方案如下：
一种遗态衍生复合材料(M-N-C/MOx，M为过渡金属元素)，由过渡金属-氮-碳材料(M-N-C)和过渡金属氧化物(MOx)构成直径为200～500nm的叶绿体球状结构；其中所述过渡金属-氮-碳材料(M-N-C)为复合材料基体，所述过渡金属氧化物(MOx)以纳米粒子的形态分布于基体中，所述过渡金属氧化物(MOx)占所述复合材料(M-N-C/MOx)的质量百分比为20～80％。
本发明的目的之二是提供一种遗态衍生复合材料的制备方法。
具体技术方案如下：
一种所述遗态衍生复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)以植物叶片为原料提取天然叶绿体
在2-6℃下进行如下操作：将植物叶片破碎，置入提取液中研磨2-5分钟，然后用纱布过滤取滤液；用差速离心法离心滤液，提纯叶绿体；最后用戊二醛磷酸盐缓冲液浸泡提纯的叶绿体12-24h，以固定叶绿体的微观结构；
(2)将叶绿体中的叶绿素原位转化为金属叶绿素衍生物
将微观结构固定后的叶绿体在2-10wt％的HCl水溶液中浸泡，使颜色由绿色变成褐色，获得脱镁叶绿体；将脱镁叶绿体置入0.01-0.04mol/L的过渡金属乙酸盐的甲醇溶液中浸泡，使颜色由褐色变成鲜绿色，获得富含过渡金属叶绿素衍生物的叶绿体；将富含过渡金属叶绿素衍生物的叶绿体进行3-5次离心清洗，取离心清洗后的固体物质进行冷冻干燥；
(3)热处理富含金属叶绿素衍生物的叶绿体获得富环氮金属成分的遗态衍生复合材料
将富含过渡金属叶绿素衍生物的叶绿体在惰性气体气氛或真空条件下煅烧，获得富含环氮金属成分且保留叶绿体微观结构的遗态衍生复合材料。
优选地，步骤(1)所述植物叶片为菠菜叶片。
优选地，步骤(1)所述差速离心法提纯叶绿体是指：以200-500×g的转速离心2-5min，取上清液；以900-1200×g的转速离心3-8min，除去上清液，取离心管底部绿色沉积物；加提取液将绿色沉积物悬浮，重复上述差速离心过程1-3次，得到提纯的叶绿体。
优选地，步骤(1)所述提取液的量为2-3ml/g叶片，提取液由以下组分制备而成：0.2-0.5mol/L蔗糖、0.05mol/L且pH＝7.6的Tris-HCl、0.01-0.02mol/L NaCl、去离子水。
优选地，步骤(1)所述戊二醛磷酸盐缓冲液是指浓度为2.5wt％且pH＝7.1-7.3的戊二醛磷酸盐缓冲液，由以下组分制备而成：0.2mmol/L且pH＝7.2的磷酸盐缓冲液250ml、25wt％戊二醛溶液50ml、去离子水200ml。
优选地，步骤(2)所述将微观结构固定后的叶绿体在2-10wt％的HCl水溶液中浸泡，浸泡时间为1-4h，浸泡温度为15-40℃；步骤(2)所述将脱镁叶绿素置入0.01-0.04mol/L的过渡金属乙酸盐的甲醇溶液中浸泡，浸泡温度为50-70℃，浸泡时间为1-4h。(通过调节过渡金属乙酸盐的甲醇溶液的浓度，可以获得不同M-N-C和MOx质量比的复合材料。)
优选地，步骤(2)所述冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-40～-80℃，冷冻干燥时间为12-48h。
优选地，步骤(3)所述将富含金属叶绿素衍生物的叶绿体在惰性气体气氛或真空条件下煅烧，煅烧工艺为：以0.5-5℃/min的速率从室温升至700-900℃，保温1-4h，自然冷却至室温。
本发明的目的之三是提供一种所述遗态衍生复合材料的应用。
具体技术方案如下：
所述的遗态衍生复合材料应用为燃料电池电极催化剂。
本发明具有以下有益效果：
发明人经过大量创造性的实验，在传统的遗态材料技术基础上进一步延伸，不仅利用生物材料作为模板获取微纳结构，还利用生物既有成分(天然金属卟啉)作为前驱体制取富含环氮金属成分的遗态衍生复合材料(M-N-C/MOx，M为过渡金属元素)。本发明的遗态衍生复合材料具有稳定可控的微纳结构，氧还原反应电催化能力接近于市售的20wt％Pt/C电催化剂，而耐用性优于商用Pt/C电催化剂，且制备方法经济、环保、高效，适于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的钴代叶绿素(Co-Chl)以及原始叶绿素(Mg-Chl)、脱镁叶绿素(H2-Chl)的紫外可见吸收光谱图。
图2为实施例1制备的富含钴代叶绿素(Co-Chl)的叶绿体的扫描电镜图，左上角插图为截面结构的透射电镜图。
图3为实施例1在800℃煅烧制备的遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)的透射电镜图。
图4为实施例1不同煅烧温度制备的遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)的XRD图；
图5为实施例1制备的遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)的XPS图；
图6为实施例1在800℃煅烧制备的遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)在O2饱和的0.1M KOH电解质中的LSV曲线，扫描速率为10mV/s,转速为1600rpm。
图7为实施例1在800℃煅烧制备的遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)的i-t曲线；
图8为实施例2制备的铜代叶绿素(Cu-Chl)、原始叶绿素(Mg-Chl)和脱镁叶绿素(H2-Chl)的紫外可见吸收光谱图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的实质，下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述。
实施例1：
Co-N-C/CoOx遗态衍生复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)以菠菜叶片为原料提取天然叶绿体：将叶片破碎，将破碎的叶片置入装有提取液(0.4mol/L蔗糖+0.05mol/L Tris-HCl[pH＝7.6]+0.01mol/L NaCl，以去离子水配制)的研钵中(每10g叶片加20-30ml提取液)，快速研磨2-5min；将获得的绿色糊状物质用3-5层纱布过滤，取滤液；将滤液以300×g转速离心3min，以去除叶肉细胞壁、残渣等，取富含细胞器的上清液，然后以1000×g转速离心5min，除去含有其他细胞器的上清液，取离心管底部绿色沉积物(叶绿体)并加入提取液使叶绿体悬浮，重复上述差速离心过程3次，得到提纯的叶绿体；最后，将提纯的叶绿体在2.5wt％戊二醛磷酸盐缓冲液[pH＝7.2]中浸泡12-24小时，以固定叶绿体的微观结构。2.5wt％戊二醛磷酸盐缓冲液的配方为：0.2mmol/L磷酸盐缓冲液[pH＝7.2]250ml+25wt％戊二醛溶液50ml+去离子水200ml。上述所有操作在2-6℃进行。
(2)将叶绿体中的叶绿素原位转化为金属叶绿素衍生物：将微观结构固定后的叶绿体放入5wt％的HCl溶液中浸泡1-4h，使其颜色由绿色变成褐色，在此过程中，原始叶绿素中的镁离子会被氢离子取代，形成脱镁叶绿素(H2-Chl)，用去离子水离心清洗得到脱镁叶绿体；将脱镁叶绿体分散到0.02mol/L乙酸钴的甲醇溶液中，在60℃下浸泡1-4h，在此过程中叶绿体由褐色变成鲜绿色，Co离子已经取代了叶绿素卟啉环的中心离子，获得了钴代叶绿素衍生物(Co-Chl)；将钴代叶绿素衍生物(Co-Chl)用常规方法离心清洗3次，取离心清洗后的固体物质在零下40-80℃冷冻干燥12-48h，获得富含钴代叶绿素(Co-Chl)的叶绿体。图1为钴代叶绿素(Co-Chl)、原始叶绿素(Mg-Chl)和脱镁叶绿素(H2-Chl)的紫外可见吸收光谱图，可以看出叶绿素卟啉环中心的金属离子的存在会导致吸收峰发生偏移。图2是富含钴代叶绿素(Co-Chl)的叶绿体的扫描电镜图，左上角插图为截面结构的透射电镜图，可见原始叶绿素转变为钴代叶绿素衍生物之后，叶绿体仍然保持原始的椭球分级结构。
(3)热处理富含金属叶绿素衍生物的叶绿体获得遗态衍生复合材料：将冷冻干燥之后的富含钴代叶绿素(Co-Chl)的叶绿体在N2气氛下，以1-2℃/min的升温速率从室温分别升到700℃、800℃、900℃，保温2-4h，自然冷却至室温，获得叶绿体遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)。通过调节热处理温度及保温时间可以获得不同的材料成分。图3是在800℃煅烧制备的富含环氮金属成分的遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)的透射电镜图，其中图3a左下角插图为对应的扫描电镜图，可见热处理之后的结构相对于原始叶绿体尺寸明显收缩，但是仍然保持球状结构特征，图3b为高分辨透射电镜图，直径为20-40nm的CoOx颗粒均匀的分布在Co-N-C基底上；图3c可清楚看到CoOx颗粒的晶格，由晶面间距推断，该颗粒的成分为CoO。图4是不同温度制备的富含环氮金属成分的遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)的XRD图，由Co-Chl热处理所获得的Co-N-C成分由于其非晶特性在XRD中并没有体现，而除Co-N-C成分外的复合材料的其他成分主要为CoO和Co3O4。图5为上述遗态衍生复合材料的XPS结果，由全谱及各元素的高分辨谱可以证实Co-N-C成分的存在。可见所获得的遗态衍生复合材料的成分为Co-N-C/CoOx。通过在盐酸溶液中浸泡，将CoOx去除，清洗干燥之后称量，根据质量亏损获得CoOx在复合材料中所占的质量百分比，在该示例中为40％-60％。
电催化氧还原性能测试：
采用三电极体系进行电催化氧还原性能测试，将遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)负载在旋转圆盘玻碳电极上作为工作电极，以Pt电极为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极、0.1mol/L KOH水溶液为电解质进行电化学测试。图6为800℃热处理温度下获得的遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)的电催化氧还原反应的极化曲线(1600rpm)，该材料的起始电位为0.89V vs.RHE，半波电位为0.82V vs.RHE，极限电流密度为4.94mA/cm2，所有这些都接近于市售的20wt％Pt/C(分别为0.97V vs.RHE，0.82V vs.RHE和4.94Ma/cm2)。更重要的是，遗态衍生复合材料(Co-N-C/CoOx)的耐用性比商用Pt/C更好(图7)，非常有希望成为Pt/C催化剂的替代材料。
实施例2
Cu-N-C/CuOx遗态衍生复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)以菠菜叶片为原料提取天然叶绿体：将叶片破碎，将破碎的叶片置入装有提取液(0.4mol/L蔗糖+0.05mol/L Tris-HCl[pH＝7.6]+0.01mol/L NaCl，以去离子水配制)的研钵中(每10g叶片加20-30ml提取液)，快速研磨2-5min；将获得的绿色糊状物质用3-5层纱布过滤，取滤液；将滤液以300×g转速离心3min，取上清液，然后以1000×g转速离心5min，除去上清液，取离心管底部绿色沉积物(叶绿体)并加入提取液使叶绿体悬浮，重复上述差速离心过程3次，得到提纯的叶绿体；最后，将提纯的叶绿体在2.5wt％戊二醛磷酸盐缓冲液[pH＝7.2]中浸泡12-24小时，以固定叶绿体的微观结构。2.5wt％戊二醛磷酸盐缓冲液的配方为：0.2mmol/L磷酸盐缓冲液[pH＝7.2]250ml+25wt％戊二醛溶液50ml+去离子水200ml。上述所有操作在2-6℃进行。
(2)将叶绿体中的叶绿素原位转化为金属叶绿素衍生物：将微观结构固定后的叶绿体放入5wt％的HCl溶液中浸泡1-4h，使其颜色由绿色变成褐色，在此过程中，原始叶绿素中的镁离子会被氢离子取代，形成脱镁叶绿素(H2-Chl)，用去离子水离心清洗得到脱镁叶绿体；将脱镁叶绿体分散到0.04mol/L乙酸铜的甲醇溶液中，在60℃下浸泡1-4h，在此过程中叶绿体由褐色变成鲜绿色，Cu离子已经取代了叶绿素卟啉环的中心离子，获得了铜代叶绿素衍生物(Cu-Chl)；将铜代叶绿素衍生物(Cu-Chl)用常规方法离心清洗3次，取离心清洗后的固体物质在零下40-80℃冷冻干燥12-48h，获得富含铜代叶绿素(Cu-Chl)的叶绿体。图8为铜代叶绿素(Cu-Chl)、原始叶绿素(Mg-Chl)和脱镁叶绿素(H2-Chl)的紫外可见吸收光谱图，可以看出叶绿素卟啉环中心的金属离子的存在会导致吸收峰发生偏移。
(3)热处理富含金属叶绿素衍生物的叶绿体获得遗态衍生复合材料：将冷冻干燥之后的富含铜代叶绿素(Cu-Chl)的叶绿体在N2气氛下，以1-2℃/min的升温速率从室温分别升到700℃、800℃、900℃，保温2-4h，自然冷却至室温，获得叶绿体遗态衍生复合材料(Cu-N-C/CuOx)。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制。其他的任何在不脱离本发明构思的前提下所作的改变、修饰、替代、组合、简化等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料，其特征在于，由过渡金属-氮-碳材料和过渡金属氧化物构成直径为200～500nm的叶绿体球状结构；其中所述过渡金属-氮-碳材料为复合材料基体，所述过渡金属氧化物以纳米粒子的形态分布于基体中，所述过渡金属氧化物占所述复合材料的质量百分比为20～80％，遗态材料为植物叶片提取的叶绿体，所述过渡金属为钴或铜；通过以下步骤制备得到，
(1)以植物叶片为原料提取天然叶绿体
在2-6℃下进行如下操作：将植物叶片破碎，置入提取液中研磨2-5分钟，然后用纱布过滤取滤液；用差速离心法离心滤液，提纯叶绿体；最后用戊二醛磷酸盐缓冲液浸泡提纯的叶绿体12-24h，以固定叶绿体的微观结构；
(2)将叶绿体中的叶绿素原位转化为金属叶绿素衍生物
将微观结构固定后的叶绿体在2-10wt％的HCl水溶液中浸泡，使颜色由绿色变成褐色，获得脱镁叶绿素；将脱镁叶绿素置入0.01-0.04mol/L的过渡金属乙酸盐的甲醇溶液中浸泡，使颜色由褐色变成鲜绿色，获得过渡金属叶绿素衍生物；将过渡金属叶绿素衍生物进行3-5次离心清洗，取离心清洗后的固体物质进行冷冻干燥；
(3)热处理金属叶绿素衍生物获得富环氮金属成分的遗态衍生复合材料
将富含过渡金属叶绿素衍生物的叶绿体在惰性气体气氛或真空条件下煅烧，获得富含环氮金属成分且保留叶绿体微观结构的遗态衍生复合材料。
2.一种如权利要求1所述用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以植物叶片为原料提取天然叶绿体
在2-6℃下进行如下操作：将植物叶片破碎，置入提取液中研磨2-5分钟，然后用纱布过滤取滤液；用差速离心法离心滤液，提纯叶绿体；最后用戊二醛磷酸盐缓冲液浸泡提纯的叶绿体12-24h，以固定叶绿体的微观结构；
(2)将叶绿体中的叶绿素原位转化为金属叶绿素衍生物
将微观结构固定后的叶绿体在2-10wt％的HCl水溶液中浸泡，使颜色由绿色变成褐色，获得脱镁叶绿素；将脱镁叶绿素置入0.01-0.04mol/L的过渡金属乙酸盐的甲醇溶液中浸泡，使颜色由褐色变成鲜绿色，获得过渡金属叶绿素衍生物；将过渡金属叶绿素衍生物进行3-5次离心清洗，取离心清洗后的固体物质进行冷冻干燥；
(3)热处理金属叶绿素衍生物获得富环氮金属成分的遗态衍生复合材料
将富含过渡金属叶绿素衍生物的叶绿体在惰性气体气氛或真空条件下煅烧，获得富含环氮金属成分且保留叶绿体微观结构的遗态衍生复合材料。
3.根据权利要求2所述的用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述植物叶片为菠菜叶片。
4.根据权利要求2所述的用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述差速离心法提纯叶绿体具体方法是：以200-500×g的转速离心2-5min，取上清液；以900-1200×g的转速离心3-8min，除去上清液，取离心管底部绿色沉积物；加提取液将绿色沉积物悬浮，重复上述差速离心过程1-3次，得到提纯的叶绿体。
5.根据权利要求2所述的用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述提取液的量为2-3ml/g叶片，提取液由以下组分制备而成：0.2-0.5mol/L蔗糖、0.05mol/L且pH＝7.6的Tris-HCl、0.01-0.02mol/L NaCl、去离子水。
6.根据权利要求2所述的用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述戊二醛磷酸盐缓冲液是指浓度为2.5wt％且pH＝7.1-7.3的戊二醛磷酸盐缓冲液，由以下组分制备而成：0.2mmol/L且pH＝7.2的磷酸盐缓冲液250ml、25wt％戊二醛溶液50ml、去离子水200ml。
7.根据权利要求2所述的用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述将微观结构固定后的叶绿体在2-10wt％的HCl水溶液中浸泡，浸泡时间为1-4h，浸泡温度为15-40℃；所述将脱镁叶绿素置入0.01-0.04mol/L的过渡金属乙酸盐的甲醇溶液中浸泡，浸泡温度为50-70℃，浸泡时间为1-4h。
8.根据权利要求2所述的用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-40～-80℃，冷冻干燥时间为12-48h。
9.根据权利要求2所述的用作燃料电池电极催化剂的遗态衍生复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述将富含过渡金属叶绿素衍生物的叶绿体在惰性气体气氛或真空条件下煅烧，煅烧工艺为：以0.5-5℃/min的速率从室温升至700-900℃，保温1-4h，自然冷却至室温。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113809342A (zh) * 2021-08-25 2021-12-17 常州大学 一种基于叶绿素制备碳载过渡金属单原子催化剂的方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101249952A (zh) * 2008-03-27 2008-08-27 上海交通大学 利用生物质模板制备自掺杂氮分级多孔氧化物的方法
CN105789644A (zh) * 2016-03-02 2016-07-20 中南大学 一种Fe-N/C氧还原反应复合电催化剂的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101249952A (zh) * 2008-03-27 2008-08-27 上海交通大学 利用生物质模板制备自掺杂氮分级多孔氧化物的方法
CN105789644A (zh) * 2016-03-02 2016-07-20 中南大学 一种Fe-N/C氧还原反应复合电催化剂的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Artificial chloroplast: Au/chloroplast-morph-TiO2 with fast electron transfer and enhanced photocatalytic activity;Nan Shi等;《International Journal Of Hydrogen Energy》;20140224;第39卷;第5617-5624页 *
Co3O4/Co-N-C modified ketjen black carbon as an advanced electrocatalyst for Al-air batteries;Jingsha Li等;《Journal of Power Sources》;20170113;第343卷;第30-38页 *
Cobalt and cobalt-based macrocycle blacks as oxygen-reduction catalysts in alkaline fuel cells;Yohannes Kiros等;《Journal of Power Sources》;19930630;第45卷;第219-227页 *

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