LU506510B1 - High-performance catalyst for carbon dioxide catalytically-reducing batteries and preparation method thereof - Google Patents
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Claims (10)
1. Ein Hochleistungskatalysator, der für Kohlendioxid katalytisch reduzierende Batterien geeig- net ist, bestehend aus 0,25 g ~ 1,05 g Kobaltnitrathexahydrat, 0,25 g ~ 0,80 g Zinknitrathe- xahydrat, 2,30 g ~ 2. 35 g 2-Methylimidazol, 20 g - 100 g wasserfreies Methanol, 100 g - 150 g entionisiertes Wasser, 0,01 g - 0,06 g Natriumhydroxid, 0,10 g - 0,15 g Cetyltrimethylam- moniumbromid, 0,1 g - 0,6 g Tetraethylorthosilikat und 1,5 g - 2,5 g Melamin nach Gewicht.
2. Verfahren zur Herstellung des Hochleistungskatalysators, der für Kohlendioxid katalytisch reduzierende Batterien nach Anspruch 1 geeignet ist, umfassend die folgenden Schritte
S1. mit Hilfe einer elektronischen Waage genaues Abwiegen der entsprechenden Gewichte von Zinknitrathexahydrat, Kobaltnitrathexahydrat und 2-Methylimidazol, dann nachei- nander Einfüllen in wasserfreies Methanol und vollständiges Mischen;
S2. tropfenweise Zugeben einer 2-Methylimidazol-Lôsung zu einer Lôsung, in der sich Zinknitrathexahydrat und Kobaltnitrathexahydrat gelôst haben, und Rühren mit einem Magnetrührer, um eine violettfarbige Lôsung zu erhalten:
S3. Zentrifugieren der violettfarbigen Lösung durch eine Hochgeschwindigkeitszentrifuge und Waschen des abzentrifugierten Produkts mit wasserfreiem Methanol;
S4. Trocknen des gewaschenen Produkts durch einen Vakuumtrockner, um ein violettfar- biges Produkt ZIF zu erhalten;
S5. Abwiegen des ZIF mit einer elektronischen Präzisionswaage und Auflôsen des ZIF in entionisiertem Wasser,
S6. nacheinander Zugeben von Natriumhydroxid und Cetyltrimethylammoniumbromid zu der Lösung und kontinuierliches Rühren;
S7. Herstellen einer Methanollôsung, die Tetraethylorthosilikat enthält, durch gleichmäBi- ges Mischen und anschließende tropfenweise Zugeben der Lösung in die obige Lô- sung;
S8. gleichméaBiges Umrühren der obigen Lösung mit einem Magnetrührer bei Raumtempe- ratur, dann unbewegliches Abstellen und anschlieRendes Entfernen des Uberstands in der Lösung durch Zentrifugieren;
S9. Waschen des herauszentrifugierten Produkts mit ionisiertem Wasser, dann Vakuum- trocknen des gewaschenen Produkts durch einen Vakuumtrockner, um silikonbe- schichtete ZIFs zu erhalten;
S10. genaues Abwiegen der siliziumbeschichteten ZIFs und des Melamins mit Hilfe einer elektronischen Präzisionswaage und Einbringen in ein Porzellanschiffchen, anschlie- Rend Einbringen in einen Rohrofen, um sie unter dem Schutz einer Wasserstoff-Argon- Gasmischung zu verkohlen, um einen Co-N-C@CNT-Katalysator zu erhalten;
S11. Auflôsen des karbonisierten Co-N-C@Si in einer Natriumhydroxidlôsung und Rühren durch einen wärmeaufnehmenden thermostatischen Magnetrthrer; und LU506510
S12. Waschen des obigen Produkts mit entionisiertem Wasser, bis es neutral ist, und an- schlieBendes Trocknen in einem Vakuumtrockner, um einen Co-N-C@CNT-Katalysator zu erhalten.
3. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2, wobei in S2 der Magnetrührer die Lösung mit einer Rührgeschwindigkeit von 100 U/min - 1000 U/min bei 20°C - 30°C für 2h - 4h rührt.
4. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2, wobei in S4 der Vakuumtrockner das gewa- schene Produkt bei 70°C - 90°C für 11 - 13 h trocknet.
5. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in S8 der Mag- netrihrer die Lösung mit einer Rührgeschwindigkeit von 100 U/min - 1000 U/min bei 20°C - 30°C für 20 min - 40 min rührt und die Lôsung für 1 h - 3 h bewegungslos gestellt wird.
6. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in S9 der Vaku- umtrockner das gewaschene Produkt bei 70°C - 90°C für 11 - 13 h trocknet.
7. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2, wobei in S10 die Karbonisierung erfolgt durch Erhôhen der Temperatur auf 340°C - 360°C mit einer Rate von 5°C/min, dann Halten der konstanten Temperatur für 1 h - 3 h, nächstes Erhöhen der Temperatur auf 750°C - 850°C mit einer Rate von 2°C/min, dann Durchführen der Karbonisierung bei konstanter Temperatur für 1 h - 3 h, schließlich Absenken der Temperatur auf Raumtemperatur bei 20°C - 30°C im Rohrofen, um einen Co-N-C@CNT-Katalysator zu erhalten.
8. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2, wobei in S11 der wärmeaufnehmende thermos- tatische Magnetrührer die Lôsung mit einer Rührgeschwindigkeit von 200 U/min - 300 U/min bei 40°C - 60°C für 11 h - 13 h rührt.
9. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2, wobei in S12 der Vakuumtrockner das gewa- schene Produkt bei 70°C - 90°C für 11 - 13 h trocknet.
10. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 8, wobei die Modellnummer des warmesammeln- den thermostatischen Magnetrührers DF-101S ist.
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