CN114843536A - 一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用 - Google Patents
一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114843536A CN114843536A CN202210260212.8A CN202210260212A CN114843536A CN 114843536 A CN114843536 A CN 114843536A CN 202210260212 A CN202210260212 A CN 202210260212A CN 114843536 A CN114843536 A CN 114843536A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxygen reduction
- iron
- solution
- cobalt
- catalytic 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.)
- Pending
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 95
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 95
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 83
- QVYYOKWPCQYKEY-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Co] Chemical compound [Fe].[Co] QVYYOKWPCQYKEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 42
- 229910017061 Fe Co Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000013154 zeolitic imidazolate framework-8 Substances 0.000 claims abstract description 36
- MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N zinc;2-methylimidazol-3-ide Chemical compound [Zn+2].CC1=NC=C[N-]1.CC1=NC=C[N-]1 MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 28
- XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 1-(1-adamantyl)-3-aminothiourea Chemical compound C1C(C2)CC3CC2CC1(NC(=S)NN)C3 XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- YSWBFLWKAIRHEI-UHFFFAOYSA-N 4,5-dimethyl-1h-imidazole Chemical compound CC=1N=CNC=1C YSWBFLWKAIRHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims abstract description 23
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 18
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 14
- SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 113
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 31
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 claims description 25
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 12
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 10
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 8
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 8
- QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N iron(2+) dinitrate nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 abstract description 4
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 74
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 30
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 24
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 18
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 11
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 10
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 229910002546 FeCo Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 6
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 5
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000002133 porous carbon nanofiber Substances 0.000 description 3
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000011865 Pt-based catalyst Substances 0.000 description 2
- MCONQMQZJCTYCP-UHFFFAOYSA-N [N].[Fe].[Co] Chemical compound [N].[Fe].[Co] MCONQMQZJCTYCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000004502 linear sweep voltammetry Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开的一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括步骤：制备六水合硝酸锌溶液和二甲基咪唑溶液并将其搅拌混合、静置、离心洗涤、干燥得到ZIF‑8；将ZIF‑8与聚丙烯腈、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁溶解于N‑N二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝前驱体溶液；采用静电纺丝技术，制得掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；然后经高温碳化处理，得到所述铁钴双金属氧还原电催化材料。本发明的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法简单，反应条件容易实现与控制，得到的材料稳定性高，重现性好；铁钴金属纳米颗粒作为电催化氧化还原的活性位点，铁钴双金属协同对氧还原具有很好的催化效果。
Description
技术领域
本发明涉及氧还原电催化剂材料制备技术领域，尤其涉及一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，全球不断增长的能量需求和严重的环境危害以及化石燃料的枯竭，促进了人们在开发高能量密度的清洁和可持续能源方面的广泛努力。
目前，在众多的能源技术中，燃料电池和金属-空气电池因其理论能量密度大、环境友好且安全性高而被认为是有前途的能源转换和存储设备。然而，燃料电池和金属-空气电池在阴极都涉及动力学缓慢的氧还原反应(ORR)，是能量转换效率的决定性反应。因此，寻找合适的电催化剂来大幅度提高ORR能量转换效率对能源技术的发展起到至关重要的作用。
迄今为止，Pt和Pt基催化剂被认为是最先进的ORR电催化剂。但是，由于铂高昂的成本、稀缺和低稳定性阻碍了其广泛的商业应用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中的氧还原电催化剂成本高、稳定性低以及活性低导致能量转换效率低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，包括步骤：
将六水合硝酸锌、二甲基咪唑分别溶解于去离子水中，制得六水合硝酸锌溶液和二甲基咪唑溶液；
然后将所述六水合硝酸锌溶液与二甲基咪唑溶液搅拌混合、静置、离心洗涤、干燥得到ZIF-8；
将所述ZIF-8与聚丙烯腈、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁溶解于N-N二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝前驱体溶液；
采用静电纺丝技术，利用所述纺丝前驱体溶液制得掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；
将所述掺杂铁钴金属的碳纳米纤维经高温碳化处理，得到所述铁钴双金属氧还原电催化材料。
所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其中，所述六水合硝酸锌与二甲基咪唑的质量比为1:(18-22)。
所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其中，所述步骤将六水合硝酸锌溶液与二甲基咪唑溶液搅拌混合、静置、离心洗涤、干燥得到ZIF-8，具体为：
使用去离子水和无水乙醇进行洗涤，然后在温度为80-120℃下，干燥15-30小时，制得所述ZIF-8。
所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其中，所述聚丙烯腈、ZIF-8、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁的质量比为(9-11):(13-16):(0.6-0.8):1。
所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其中，所述步骤将ZIF-8与聚丙烯腈、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁溶解于N-N二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝前驱体溶液，具体包括：
将聚丙烯腈加入到N-N二甲基甲酰胺溶剂中，并在40-60℃加热条件下搅拌2-3小时，使得所述聚丙烯腈溶解在N-N二甲基甲酰胺溶剂中；然后加入所述ZIF-8和六水合硝酸钴、九水合硝酸铁在40-60℃加热条件下继续搅拌2-3小时，最后在室温条件下搅拌10-14小时制得所述纺丝前驱体溶液。
所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其中，所述步骤采用静电纺丝技术，利用所述纺丝前驱体溶液制得掺杂铁钴金属的碳纳米纤维，具体包括步骤：
将所述纺丝前驱体溶液注入注射器中进行静电纺丝，用铝箔收集纺丝纳米纤维，并在真空干燥箱中进行干燥处理，得到掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；
其中，所述干燥处理的温度为80-120℃，时间为12-24小时。
所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其中，所述高温碳化处理具体为：
将所述掺杂铁钴金属的碳纳米纤维在惰性气氛下，以3-7℃/min的升温速率升温至800-1100℃，并保温1-2小时，且气流速度为60-100mL/min，然后冷却至室温，制得所述铁钴双金属氧还原电催化材料。
一种铁钴双金属氧还原电催化材料，所述铁钴双金属氧还原电催化材料由上述铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法制备得到。
一种铁钴双金属氧还原电催化材料的应用，将铁钴双金属氧还原电催化材料进行研磨后分散到膜溶液中得到混合液，并将所述混合液滴在旋转圆盘电极上，自然烘干后作为工作电极；其中，所述铁钴双金属氧还原电催化材料由上述铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法制备得到。
所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的应用，其中，所述膜溶液为无水乙醇、去离子水、Nafion溶液按体积比为(20-22):(3-5):1的比例混合而成。
有益效果：本发明提供一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括步骤：制备六水合硝酸锌溶液和二甲基咪唑溶液并将其搅拌混合、静置、离心洗涤、干燥得到ZIF-8；将ZIF-8与聚丙烯腈、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁溶解于N-N二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝前驱体溶液；采用静电纺丝技术，制得掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；然后经高温碳化处理，得到所述铁钴双金属氧还原电催化材料。本发明的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法简单，反应条件容易实现与控制，得到的材料稳定性高，重现性好；且该催化材料的纤维直径分布均匀，直径大小为500～700nm；铁钴金属纳米颗粒作为电催化氧化还原的活性位点，铁钴双金属协同对氧还原具有很好的催化效果。而且，所述铁钴双金属氧还原电催化材料的内部含有丰富的孔结构，增加了催化剂的比表面积。
附图说明
图1为本发明实施例1-5的电催化氧还原催化剂在加有0.1M KOH中的线性扫描伏安(LSV)图；
图2为本发明实施例1-5的电催化氧还原催化剂的SEM图；
图3为本发明实施例1-5的电催化氧还原催化剂的XRD图。
具体实施方式
本发明提供一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
随着社会的发展，低污染且能源可持续利用成为了新时代的热电。其中以燃料电池和金属-空气电池为例，虽然其理论能量密度大、环境友好且安全性高，但是其阴极的氧化还原反应缓慢，导致能量转换效率较低；而现有技术中，常采用Pt和Pt基催化剂作为ORR电催化剂，但是铂的成本较高且稀缺，不易获取，以及其低稳定性阻碍了其在商业上的使用。
基于此，本发明提供一种铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，具体包括步骤：
步骤S10：将六水合硝酸锌、二甲基咪唑分别溶解于去离子水中，制得六水合硝酸锌溶液和二甲基咪唑溶液；
步骤S20：然后将所述六水合硝酸锌溶液与二甲基咪唑溶液搅拌混合、静置、离心洗涤、干燥得到ZIF-8；
步骤S30：将所述ZIF-8与聚丙烯腈、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁溶解于N-N二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝前驱体溶液；
步骤S40：采用静电纺丝技术，利用所述纺丝前驱体溶液制得掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；
步骤S50：将所述掺杂铁钴金属的碳纳米纤维经高温碳化处理，得到所述铁钴双金属氧还原电催化材料。
本发明中，利用所述铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法制得的铁钴双金属氧还原电催化材料为具有多孔结构负载铁钴金属纳米颗粒的碳纳米纤维，增加了催化剂的比表面积，有利于电解质的扩散、电荷和质量的传输，可以增大电化学活性面积，暴露更多的活性位点，从而实现高效的ORR催化性能。并且，本发明所使用的原料易于获取、成本较低，所述制备方法的反应条件容易实现与控制，使得制备得到的所述铁钴双金属氧还原电催化材料材料稳定性高，重现性好。
在一些实施方式中，所述步骤S10具体为：将六水合硝酸锌、二甲基咪唑分别溶解于去离子水中，在室温下搅拌5-10分钟，分别制得六水合硝酸锌溶液和二甲基咪唑溶液。
在一些实施方式中，所述六水合硝酸锌与二甲基咪唑的质量比为1:(18-22)；六水合硝酸锌加入的去离子水为5-9mL，二甲基咪唑加入的去离子水为50-90mL。
具体地，当所述步骤S10中的二甲基咪唑的质量为22.7g，六水合硝酸锌质量为1.17g时；二甲基咪唑加入的去离子水为40mL，六水合硝酸锌加入的去离子水为8mL。
在一些实施方式中，所述步骤S20为将六水合硝酸锌溶液快速加入到二甲基咪唑溶液中，并在室温下搅拌3-5分钟形成乳白色溶液，然后将所述乳白色溶液进行离心得到白色固体，并用去离子水和无水乙醇对其进行洗涤，最后在真空干燥箱中进行干燥，得到白色粉末ZIF-8。其中，干燥的温度为80-120℃，干燥时间为15-30小时。
在一些实施方式中，所述聚丙烯腈、ZIF-8、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁的质量比为(9-11):(13-16):(0.6-0.8):1。并且，所述步骤S30中的N-N二甲基甲酰胺为10-50mL。
具体地，所述聚丙烯腈质量为1g、ZIF-8质量为1.5g、六水合硝酸钴质量为73mg、九水合硝酸铁质量为101mg；此时，所述步骤S30中的N-N二甲基甲酰胺为14mL。
在一些实施方式中，所述步骤S30具体包括：将聚丙烯腈加入到N-N二甲基甲酰胺溶剂中，并在40-60℃加热条件下搅拌2-3小时，使得所述聚丙烯腈溶解在N-N二甲基甲酰胺溶剂中；然后加入所述ZIF-8和六水合硝酸钴、九水合硝酸铁在40-60℃加热条件下继续搅拌2-3小时，最后在室温条件下搅拌10-14小时制得所述纺丝前驱体溶液。
随后，将所述纺丝前驱体溶液注入注射器中进行静电纺丝，用铝箔收集纺丝纳米纤维，得到紫色原丝纤维，并在真空干燥箱中进行干燥处理，得到掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；其中，所述干燥处理的温度为80-120℃，时间为12-24小时；注射器选用20mL的注射器，流速设置为0.7mL/h。
最后，将所述掺杂铁钴金属的碳纳米纤维在惰性气氛下，以3-7℃/min的升温速率升温至800-1100℃，并保温1-2小时，且气流速度为60-100mL/min，然后冷却至室温，制得所述铁钴双金属氧还原电催化材料。
作为优选地，所述掺杂铁钴金属的碳纳米纤维在惰性气氛下，以5℃/min的升温速率升温至900℃，并保温2小时，且气流速度为80-100mL/min，然后冷却至室温，制得所述铁钴双金属氧还原电催化材料。
将所述掺杂铁钴金属的碳纳米纤维进行高温碳化处理后，得到的铁钴双金属氧还原电催化材料具有多孔碳纳米纤维结构，该结构有利于电解质的扩散以及电荷和质量的传输，可以有效地增大电化学活性面积，暴露更多的活性位点，从而实现高效的ORR催化性能。
在一些实施方式中，所述搅拌均使用磁力搅拌器进行搅拌，且搅拌的速率为400-600rpm；所述离心时使用离心机，且离心速率为7000-10000rpm。
在一些实施方式中，将所述铁钴双金属氧还原电催化材料进行研磨，随后将其分散到膜溶液中，利用超声处理使其在膜溶液中分散均匀，然后将此混合液滴在用去离子水和无水乙醇清洗过的旋转圆盘电极上，自然烘干后作为工作电极，使用氢氧化钾作为电解液，使用电化学测试系统(Autolab M204)，在三电极体系中进行电化学氧化还原性能测试。
其中，所述膜溶液为无水乙醇、去离子水、Nafion溶液按体积比为(20-22):(3-5):1的比例混合而成；所述Nafion溶液的质量浓度为2-5wt％；所述氢氧化钾的浓度为0.1M。
在本实施方式中，所述三电极体系包括：作为工作电极的已滴有所述所述铁钴双金属氧还原电催化材料的旋转圆盘电极、作为参比电极的Ag/AgCl电极、作为对电极的铂网。
需要说明的是，Nafion溶液是全氟磺酸型聚合物溶液，形成膜电极，Nafion溶液作为催化剂的涂层和载体，由于催化剂的催化层很薄，降低了物质的传输阻力和电极的阻力，结合本发明的铁钴双金属氧还原电催化材料，有效提高了铁、钴的利用率。
具体地，膜溶液的组成为850微升的无水乙醇，150微升的去离子水与40微升的Nafion溶液。
除此之外，本发明还提供一种铁钴双金属氧还原电催化材料，所述铁钴双金属氧还原电催化材料由上述铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法制备得到。
另外，本发明提供一种铁钴双金属氧还原电催化材料的应用，将铁钴双金属氧还原电催化材料进行研磨后分散到膜溶液中得到混合液，并将所述混合液滴在旋转圆盘电极上，自然烘干后作为工作电极；其中，所述铁钴双金属氧还原电催化材料由上述铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法制备得到。
并且，所述膜溶液为无水乙醇、去离子水、Nafion溶液按体积比为(20-22):(3-5):1的比例混合而成；所述Nafion溶液的质量浓度为2-5wt％。
具体地，所述旋转圆盘的面积为0.19625cm2，其上负载的催化剂的负载量为0.5mg/cm2。
下面进一步举例实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
实施例1
ZIF-8的制备：在典型的合成方法中，将22.7g二甲基咪唑溶解在80mL去离子水中，随后将1.17g六水合硝酸锌溶解在8mL去离子水所形成的溶液快速加入到上述溶液中，在室温下搅拌3min得到白色固体混合液，将白色固体通过重复离心(10000rpm，10分钟)提取并用去离子水清洗两次，无水乙醇清洗一次，最后将该白色固体在65℃真空干燥箱中干燥12h得到ZIF-8。
FeCo@PCNFs的制备：采用静电纺丝的方法合成铁钴双金属氧还原电催化材料。首先，将1.5g聚丙烯腈(Mw＝130000)与14mL N-N二甲基甲酰胺进行混合，在50℃加热条件下磁力搅拌2h，紧接着将制得的1.0g ZIF-8和73mg六水合硝酸钴以及101mg九水合硝酸铁加入上述溶液中再在50℃加热条件下磁力搅拌2h，最后将上述溶液在室温条件下磁力搅拌12h得到纺丝前驱体溶液。将纺丝前驱体溶液注入20mL的注射器中进行静电纺丝；
实验参数为：内径为0.8mm的不锈钢金属针头作为喷头，纺丝电压为18kV，针头到接收屏的垂直距离为12cm，供料速度为0.7mL/h，圆滚筒(铝箔覆盖)接收纺丝纳米纤维，收集到原丝纤维，将原丝纤维置于真空干燥箱中干燥12小时。
将干燥后的原丝纤维置于高温管式炭化炉中，在氮气气氛保护下，以5℃/min的速率升温到900℃保温2h，进行碳化处理，冷却至室温，得到高度石墨化的铁钴双金属氧还原电催化材料。
采用实施例1生产的FeCo@PCNFs催化剂材料进行电化学氧还原测试：首先将制得的FeCo@PCNFs进行研磨备用，随后将乙醇与水的混合溶液(体积比850:150)和5wt.％的Nafion膜溶液按照体积比为1000：40的比例均匀混合制成Nafion稀释液，之后将5mg的FeCo@PCNFs粉末加入到1mL的Nafion稀释液中超声分散均匀，然后用移液枪移取20μL分散液均匀滴涂在分别用去离子水和乙醇洗涤过的0.19625cm2的旋转圆盘电极上，室温干燥后得到工作电极。以含有0.5mg催化剂的0.19625cm2的旋转圆盘电极作为工作电极，Ag/AgCl电极(含饱和KCl溶液)为参比电极和1×1cm2的铂网为对电极，以1M KOH溶液为电解液，在室温常压条件下进行测试。在氧还原测试过程前，持续往电解液中通入高纯度的O2至少30min，使得电解液为饱和的氧气溶液，直至测试终止。在进行催化剂性能测试之前，先以50mV/s的扫描速率在0V至1.2V(相对于饱和Ag/AgCl电极)间进行循环伏安(CV)扫描测试，扫描圈数为10圈。结果如图1所示。另外，本实施例制备的电催化氧还原催化剂的扫描电镜图如图2所示，X射线衍射图如图3所示。
实施例2
ZIF-8的制备：在典型的合成方法中，将22.7g二甲基咪唑溶解在80mL去离子水中，随后将1.17g六水合硝酸锌溶解在8mL去离子水所形成的溶液快速加入到上述溶液中，在室温下搅拌3min得到白色固体混合液，将白色固体通过重复离心(10000rpm，10分钟)提取并用去离子水和无水乙醇清洗三次，并将该白色固体在65℃真空干燥箱中干燥12h得到ZIF-8。
Fe@PCNFs的制备：采用静电纺丝的方法合成铁金属掺杂的氧还原电催化材料。首先，将1.5g聚丙烯腈(Mw＝130000)与14mL N-N二甲基甲酰胺进行混合，在50℃加热条件下磁力搅拌2h，紧接着将制得的1.0g ZIF-8和202mg九水合硝酸铁加入上述溶液中再在50℃加热条件下磁力搅拌2h，最后将上述溶液在室温条件下磁力搅拌12h得到纺丝前驱体溶液。将纺丝前驱体溶液注入20mL的注射器中进行静电纺丝；
实验参数为：内径为0.8mm的不锈钢金属针头作为喷头，纺丝电压为18kV，针头到接收屏的垂直距离为12cm，供料速度为0.7mL/h，圆滚筒(铝箔覆盖)接收纺丝纳米纤维，收集到原丝纤维，将原丝纤维置于真空干燥箱中干燥12小时。
将干燥后的原丝纤维置于高温管式炭化炉中，在氮气气氛保护下，以5℃/min的速率升温到900℃保温2h，进行碳化处理，冷却至室温，得到高度石墨化的铁金属掺杂的氧还原电催化材料。
采用实施例2生产的Fe@PCNFs催化剂材料进行电化学氧还原测试：首先将制得的Fe@PCNFs进行研磨备用，随后将乙醇与水的混合溶液(体积比850:150)和5wt.％的Nafion膜溶液按照体积比为1000：40的比例均匀混合制成Nafion稀释液，之后将5mg的Fe@PCNFs粉末加入到1mL的Nafion稀释液中超声分散均匀，然后用移液枪移取20μL分散液均匀滴涂在分别用去离子水和乙醇洗涤过的0.19625cm2的旋转圆盘电极上，室温干燥后得到工作电极。以含有0.5mg催化剂的0.19625cm2的旋转圆盘电极作为工作电极，Ag/AgCl电极(含饱和KCl溶液)为参比电极和1×1cm2的铂网为对电极，以0.5M KOH溶液为电解液，在室温常压条件下进行测试。
在氧还原测试过程前，持续往电解液中通入高纯度的O2至少30min，使得电解液为饱和的氧气溶液，直至测试终止。在进行催化剂性能测试之前，先以50mV/s的扫描速率在0V至1.2V(相对于饱和Ag/AgCl电极)间进行循环伏安(CV)扫描测试，扫描圈数为10圈。结果如图1所示。另外，本实施例制备的电催化氧还原催化剂的扫描电镜图如图2所示，X射线衍射图如图3所示。
实施例3
ZIF-8的制备：在典型的合成方法中，将22.7g二甲基咪唑溶解在80mL去离子水中，随后将1.17g六水合硝酸锌溶解在8mL去离子水所形成的溶液快速加入到上述溶液中，在室温下搅拌3min得到白色固体混合液，将白色固体通过重复离心(10000rpm，10分钟)提取并用去离子水清洗三次，并将该白色固体在65℃真空干燥箱中干燥12h得到ZIF-8。
Co@PCNFs的制备：采用静电纺丝的方法合成钴掺杂的氧还原电催化材料。首先，将1.5g聚丙烯腈(Mw＝130000)与14mL N-N二甲基甲酰胺进行混合，在50℃加热条件下磁力搅拌2h，紧接着将制得的1.0g ZIF-8和146mg六水合硝酸钴加入上述溶液中再在50℃加热条件下磁力搅拌2h，最后将上述溶液在室温条件下磁力搅拌12h得到纺丝前驱体溶液。将纺丝前驱体溶液注入20mL的注射器中进行静电纺丝；
实验参数为：内径为0.8mm的不锈钢金属针头作为喷头，纺丝电压为18kV，针头到接收屏的垂直距离为11cm，供料速度为0.7mL/h，圆滚筒(铝箔覆盖)接收纺丝纳米纤维，收集到原丝纤维，将原丝纤维置于真空干燥箱中干燥12小时。
将干燥后的原丝纤维置于高温管式炭化炉中，在氮气气氛保护下，以5℃/min的速率升温到900℃保温2h，进行碳化处理，冷却至室温，得到高度石墨化的钴掺杂的氧还原电催化材料。
采用实施例3生产的Co@PCNFs催化剂材料进行电化学氧还原测试：首先将制得的Co@PCNFs进行研磨备用，随后将乙醇与水的混合溶液(体积比850:150)和5wt.％的Nafion膜溶液按照体积比为1000：40的比例均匀混合制成Nafion稀释液，之后将5mg的Co@PCNFs粉末加入到1mL的Nafion稀释液中超声分散均匀，然后用移液枪移取20μL分散液均匀滴涂在分别用去离子水和乙醇洗涤过的0.19625cm2的旋转圆盘电极上，室温干燥后得到工作电极。以含有0.5mg催化剂的0.19625cm2的旋转圆盘电极作为工作电极，Ag/AgCl电极(含饱和KCl溶液)为参比电极和1×1cm2的铂网为对电极，以0.5M KOH溶液为电解液，在室温常压条件下进行测试。
在氧还原测试过程前，持续往电解液中通入高纯度的O2至少30min，使得电解液为饱和的氧气溶液，直至测试终止。在进行催化剂性能测试之前，先以50mV/s的扫描速率在0V至1.2V(相对于饱和Ag/AgCl电极)间进行循环伏安(CV)扫描测试，扫描圈数为10圈。结果如图1所示。另外，本实施例制备的电催化氧还原催化剂的扫描电镜图如图2所示，X射线衍射图如图3所示。
实施例4
FeCo@CNFs的制备：采用静电纺丝的方法合成铁钴氮掺杂的多孔碳纳米纤维。首先，将1.5g聚丙烯腈(Mw＝130000)与14ml N-N二甲基甲酰胺进行混合，在50℃加热条件下磁力搅拌2h，紧接着将73mg六水合硝酸钴以及101mg九水合硝酸铁加入上述溶液中再在50℃加热条件下磁力搅拌2h，最后将上述溶液在室温条件下磁力搅拌12h得到纺丝前驱体溶液。将纺丝前驱体溶液注入20mL的注射器中进行静电纺丝，实验参数为：内径为0.8mm的不锈钢金属针头作为喷头，纺丝电压为18kV，针头到接收屏的垂直距离为11cm，供料速度为0.7mL/h，圆滚筒(铝箔覆盖)接收纺丝纳米纤维，收集到原丝纤维，将原丝纤维置于真空干燥箱中干燥12小时。
将干燥后的原丝纤维置于高温管式炭化炉中，在氮气气氛保护下，以5℃/min的速率升温到900℃保温2h，进行碳化处理，冷却至室温，得到高度石墨化的铁钴双金属氧还原电催化材料。
采用实施例4生产的FeCo@CNFs催化剂材料进行电化学氧还原测试：首先将制得的FeCo@CNFs进行研磨备用，随后将乙醇与水的混合溶液(体积比850:150)和5wt.％的Nafion膜溶液按照体积比为1000：40的比例均匀混合制成Nafion稀释液，之后将5mg的FeCo@CNFs粉末加入到1mL的Nafion稀释液中超声分散均匀，然后用移液枪移取20μL分散液均匀滴涂在分别用去离子水和乙醇洗涤过的0.19625cm2的旋转圆盘电极上，室温干燥后得到工作电极。以含有0.5mg催化剂的0.19625cm2的旋转圆盘电极作为工作电极，Ag/AgCl电极(含饱和KCl溶液)为参比电极和1×1cm2的铂网为对电极，以0.5M KOH溶液为电解液，在室温常压条件下进行测试。在氧还原测试过程前，持续往电解液中通入高纯度的O2至少30min，使得电解液为饱和的氧气溶液，直至测试终止。在进行催化剂性能测试之前，先以50mV/s的扫描速率在0V至1.2V(相对于饱和Ag/AgCl电极)间进行循环伏安(CV)扫描测试，扫描圈数为10圈。结果如图1所示。另外，本实施例制备的电催化氧还原催化剂的扫描电镜图如图2所示，X射线衍射图如图3所示。
实施例5
PCNFs的制备：采用静电纺丝的方法合成铁钴氮掺杂的多孔碳纳米纤维。首先，将1.5g聚丙烯腈(Mw＝130000)与14mL N-N二甲基甲酰胺进行混合，在50℃加热条件下磁力搅拌2h，紧接着将1.0g制备好的ZIF-8加入上述溶液中再在50℃加热条件下磁力搅拌2h，最后将上述溶液在室温条件下磁力搅拌12h得到纺丝前驱体溶液。将纺丝前驱体溶液注入20mL的注射器中进行静电纺丝，实验参数为：内径为0.8mm的不锈钢金属针头作为喷头，纺丝电压为18kV，针头到接收屏的垂直距离为11cm，供料速度为0.7mL/h，圆滚筒(铝箔覆盖)接收纺丝纳米纤维，收集到原丝纤维，将原丝纤维置于真空干燥箱中干燥12小时。
将干燥后的原丝纤维置于高温管式炭化炉中，在氮气气氛保护下，以5℃/min的速率升温到900℃保温2h，进行碳化处理，冷却至室温，得到高度石墨化的碳纳米纤维复合材料。
采用实施例4生产的PCNFs催化剂材料进行电化学氧还原测试：首先将制得的PCNFs进行研磨备用，随后将乙醇与水的混合溶液(体积比850:150)和5wt.％的Nafion膜溶液按照体积比为1000：40的比例均匀混合制成Nafion稀释液，之后将5mg的PCNFs粉末加入到1mL的Nafion稀释液中超声分散均匀，然后用移液枪移取20μL分散液均匀滴涂在分别用去离子水和乙醇洗涤过的0.19625cm2的旋转圆盘电极上，室温干燥后得到工作电极。以含有0.5mg催化剂的0.19625cm2的旋转圆盘电极作为工作电极，Ag/AgCl电极(含饱和KCl溶液)为参比电极和1×1cm2的铂网为对电极，以0.5M KOH溶液为电解液，在室温常压条件下进行测试。在氧还原测试过程前，持续往电解液中通入高纯度的O2至少30min，使得电解液为饱和的氧气溶液，直至测试终止。在进行催化剂性能测试之前，先以50mV/s的扫描速率在0V至1.2V(相对于饱和Ag/AgCl电极)间进行循环伏安(CV)扫描测试，扫描圈数为10圈。结果如图1所示。另外，本实施例制备的电催化氧还原催化剂的扫描电镜图如图2所示，X射线衍射图如图3所示。
综上所述，本发明提供一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括步骤：制备六水合硝酸锌溶液和二甲基咪唑溶液并将其搅拌混合、静置、离心洗涤、干燥得到ZIF-8；将ZIF-8与聚丙烯腈、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁溶解于N-N二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝前驱体溶液；采用静电纺丝技术，制得掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；然后经高温碳化处理，得到所述铁钴双金属氧还原电催化材料。本发明的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法简单，反应条件容易实现与控制，得到的材料稳定性高，重现性好；且该催化材料的纤维直径分布均匀，直径大小为500～700nm；铁钴金属纳米颗粒作为电催化氧化还原的活性位点，铁钴双金属协同对氧还原具有很好的催化效果。而且，所述铁钴双金属氧还原电催化材料的内部含有丰富的孔结构，增加了催化剂的比表面积。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将六水合硝酸锌、二甲基咪唑分别溶解于去离子水中，制得六水合硝酸锌溶液和二甲基咪唑溶液；
然后将所述六水合硝酸锌溶液与二甲基咪唑溶液搅拌混合、静置、离心洗涤、干燥得到ZIF-8；
将所述ZIF-8与聚丙烯腈、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁溶解于N-N二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝前驱体溶液；
采用静电纺丝技术，利用所述纺丝前驱体溶液制得掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；
将所述掺杂铁钴金属的碳纳米纤维经高温碳化处理，得到所述铁钴双金属氧还原电催化材料。
2.根据权利要求1所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其特征在于，所述六水合硝酸锌与二甲基咪唑的质量比为1:(18-22)。
3.根据权利要求1所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤将六水合硝酸锌溶液与二甲基咪唑溶液搅拌混合、静置、离心洗涤、干燥得到ZIF-8，具体为：
使用去离子水和无水乙醇进行洗涤，然后在温度为80-120℃下，干燥15-30小时，制得所述ZIF-8。
4.根据权利要求1所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈、ZIF-8、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁的质量比为(9-11):(13-16):(0.6-0.8):1。
5.根据权利要求1所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤将ZIF-8与聚丙烯腈、六水合硝酸钴、九水合硝酸铁溶解于N-N二甲基甲酰胺溶剂中，制得纺丝前驱体溶液，具体包括：
将聚丙烯腈加入到N-N二甲基甲酰胺溶剂中，并在40-60℃加热条件下搅拌2-3小时，使得所述聚丙烯腈溶解在N-N二甲基甲酰胺溶剂中；然后加入所述ZIF-8和六水合硝酸钴、九水合硝酸铁在40-60℃加热条件下继续搅拌2-3小时，最后在室温条件下搅拌10-14小时制得所述纺丝前驱体溶液。
6.根据权利要求1所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤采用静电纺丝技术，利用所述纺丝前驱体溶液制得掺杂铁钴金属的碳纳米纤维，具体包括步骤：
将所述纺丝前驱体溶液注入注射器中进行静电纺丝，用铝箔收集纺丝纳米纤维，并在真空干燥箱中进行干燥处理，得到掺杂铁钴金属的碳纳米纤维；
其中，所述干燥处理的温度为80-120℃，时间为12-24小时。
7.根据权利要求1所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法，其特征在于，所述高温碳化处理具体为：
将所述掺杂铁钴金属的碳纳米纤维在惰性气氛下，以3-7℃/min的升温速率升温至800-1100℃，并保温1-2小时，且气流速度为60-100mL/min，然后冷却至室温，制得所述铁钴双金属氧还原电催化材料。
8.一种铁钴双金属氧还原电催化材料，其特征在于，所述铁钴双金属氧还原电催化材料由权利要求1-7任一所述铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法制备得到。
9.一种铁钴双金属氧还原电催化材料的应用，其特征在于，将铁钴双金属氧还原电催化材料进行研磨后分散到膜溶液中得到混合液，并将所述混合液滴在旋转圆盘电极上，自然烘干后作为工作电极；其中，所述铁钴双金属氧还原电催化材料由权利要求1-7任一所述铁钴双金属氧还原电催化材料的制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的铁钴双金属氧还原电催化材料的应用，其特征在于，所述膜溶液为无水乙醇、去离子水、Nafion溶液按体积比为(20-22):(3-5):1的比例混合而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210260212.8A CN114843536A (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210260212.8A CN114843536A (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114843536A true CN114843536A (zh) | 2022-08-02 |
Family
ID=82562772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210260212.8A Pending CN114843536A (zh) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | 一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114843536A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115893528A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-04-04 | 安徽大学 | 比表面管径可控的磁性金属纳米管及其制备方法和应用 |
| CN116212875A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-06-06 | 江苏科技大学 | FeCo/C催化材料、FeCo/C工作电极和电化学传感器 |
| CN116371440A (zh) * | 2023-02-07 | 2023-07-04 | 江苏科技大学 | 一种片层结构铁钴合金氮掺杂碳催化剂及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108321401A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-07-24 | 上海电力学院 | 一种铁、钴、氮共掺杂碳纳米纤维催化剂的制备方法 |
| US20180294485A1 (en) * | 2015-09-08 | 2018-10-11 | Johnson Matthey Fuel Cells Limited | Oxygen reduction reaction catalyst |
| CN111548601A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-18 | 郑逢平 | 一种钴镍合金-碳纳米纤维的环氧树脂吸波材料及其制法 |
| CN112941669A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-11 | 山东科技大学 | 一种金属-氮共掺杂的碳纳米纤维材料及其制备方法和应用 |
| CN113540478A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-22 | 南京工业大学 | 一种由金属单原子及其金属衍生物负载的多孔碳基纳米纤维薄膜材料及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-03-16 CN CN202210260212.8A patent/CN114843536A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180294485A1 (en) * | 2015-09-08 | 2018-10-11 | Johnson Matthey Fuel Cells Limited | Oxygen reduction reaction catalyst |
| CN108321401A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-07-24 | 上海电力学院 | 一种铁、钴、氮共掺杂碳纳米纤维催化剂的制备方法 |
| CN111548601A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-18 | 郑逢平 | 一种钴镍合金-碳纳米纤维的环氧树脂吸波材料及其制法 |
| CN112941669A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-11 | 山东科技大学 | 一种金属-氮共掺杂的碳纳米纤维材料及其制备方法和应用 |
| CN113540478A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-22 | 南京工业大学 | 一种由金属单原子及其金属衍生物负载的多孔碳基纳米纤维薄膜材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张超: "锡基双金属氧化物纳米材料的制备及其电催化还原二氧化碳的研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑(月刊), no. 10, 15 October 2021 (2021-10-15), pages 014 - 46 * |
| 裴蕾: "过渡金属掺杂碳基电催化剂的制备及其在锌空气电池中的应用研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑(月刊), no. 1, 15 January 2021 (2021-01-15), pages 014 - 679 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115893528A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-04-04 | 安徽大学 | 比表面管径可控的磁性金属纳米管及其制备方法和应用 |
| CN115893528B (zh) * | 2022-11-01 | 2024-02-20 | 安徽大学 | 比表面管径可控的磁性金属纳米管及其制备方法和应用 |
| CN116371440A (zh) * | 2023-02-07 | 2023-07-04 | 江苏科技大学 | 一种片层结构铁钴合金氮掺杂碳催化剂及其制备方法 |
| CN116212875A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-06-06 | 江苏科技大学 | FeCo/C催化材料、FeCo/C工作电极和电化学传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110336049B (zh) | 一种氮钴掺杂的中空碳纳米纤维及其制备方法和应用以及一种金属空气电池 | |
| CN110752380A (zh) | 一种ZIF-8衍生的中空Fe/Cu-N-C型氧还原催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114843536A (zh) | 一种铁钴双金属氧还原电催化材料及其制备方法与应用 | |
| CN103441287B (zh) | 一种直接甲醇燃料电池膜电极的制备方法 | |
| CN113270595B (zh) | 一种基于mof制备的氮掺杂碳载非贵金属纳米催化剂 | |
| CN112941669A (zh) | 一种金属-氮共掺杂的碳纳米纤维材料及其制备方法和应用 | |
| CN113206260B (zh) | 一种自支撑m-n/c氧还原催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113571713B (zh) | 一种PtZn负载氮掺杂碳催化剂及其制备方法，以及氢氧燃料电池 | |
| CN112968185A (zh) | 植物多酚改性的超分子网络框架结构锰基纳米复合电催化剂的制备方法 | |
| CN104525272B (zh) | 一种直接醇类燃料电池专用阳极催化剂的制备方法 | |
| CN109037718A (zh) | 一种生物质碳载过渡金属氧化物复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN111224113A (zh) | 一种多级碳纳米结构锚定的Ni-N4单原子催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113117709A (zh) | 基于MXene和海藻酸钠制备高效锌空气电池催化剂 | |
| CN111477887A (zh) | 一种Co3O4负载空心碳微球的复合氧还原催化剂及其制法 | |
| CN109950565A (zh) | 一种碳掺杂的二维铂纳米片、其制备方法和应用 | |
| CN114725405B (zh) | 一种负载钴铁核壳结构的复合碳纳米颗粒的制备及应用 | |
| CN110655120B (zh) | 介孔球状钴酸镍纳米材料的制备方法 | |
| CN111326745B (zh) | 一种二维锌单原子/碳氮复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114628696B (zh) | 一种多孔碳载钴基双功能氧催化剂的制备方法 | |
| CN114784303A (zh) | 一种铜多酚超分子网络界面修饰的稀土基有机框架负极材料的制备及应用 | |
| Lu et al. | Pt-supported C–MnO 2 as a catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cells | |
| CN109873174A (zh) | 一种低温燃料电池用三维载体担载铂钯钴合金结构催化剂的制备方法 | |
| CN112397732A (zh) | 一种orr催化剂材料及其制备方法和用途 | |
| CN108232212B (zh) | 一种中空纳米碳球负载纳米Ag颗粒燃料电池氧还原催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN112615015B (zh) | 一种Fe3C纳米颗粒负载多孔氮掺杂石墨烯氧还原催化剂的制备方法 |
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 |