The invention discloses a preparation method of nitrogen-doped carbon nanotubes_ruthenium dioxide composite material. The method comprises the following steps: 1) mixing the nitrogen-doped carbon nanotubes solution with the ruthenium source solution to obtain the mixed solution, and then adding the alkali solution to the mixed solution, mixing evenly to obtain the precursor solution with pH of 10-12; 2) mixing the precursor solution at 50-90 degrees Celsius; The precipitates were obtained by ageing for 3-5 h at temperature and then centrifugal washing. 3) The precipitates were hydrothermally reacted or calcined to obtain nitrogen-doped carbon nanotubes and ruthenium dioxide composites. The nitrogen-doped carbon nanotubes RuO2 composite prepared by the method has excellent OER catalytic performance and conductivity. The invention also discloses the application of the composite material prepared by the preparation method in catalytic oxygen evolution reaction.
【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂碳纳米管-二氧化钌复合材料的制备方法及应用
本专利技术涉及纳米材料
更具体地,涉及一种氮掺杂碳纳米管-二氧化钌复合材料的制备方法及应用。
技术介绍
纳米氧化钌(即纳米二氧化钌)是一种贵金属氧化物,其具有很高的比表电容,高电导率和低电阻率,在超级电容器、催化剂以及电化学催化都有很广泛的应用。在催化剂应用上,纳米氧化钌被证明其(110)晶面具有较好的OER(析氧反应)催化性能,但由于其价格昂贵、容易团聚以及导电性还有所欠缺而限制了其应用。目前,国内外制备碳纳米管-氧化钌复合材料的技术较多,普遍制法为采用原位沉积法制备出碳族-氧化钌复合材料。例如:公开号为CN1806914A的中国专利技术专利申请文件中公开了一种碳纳米管-氧化钌复合材料的制备方法,其制备方法为:把碳纳米管加入到三氯化钌溶液中,超声振荡,在室温下,用微量进样泵缓慢滴加双氧水,升温回流反应,经过滤、洗涤、干燥,制得碳纳米管负载水合纳米二氧化钌。该方法缺点在于采用了双氧水强氧化剂本身具有一定的毒性,不利于环保,并且与三氯化钌混合容易产生剧毒的四氧化钌,具有一定的危险性。公开号为CN101122040A的中国专利技术专利申请文件中公开了一种碳纳米管负载水合氧化钌纳米粉体复合材料,该制备方法为:将碳纳米管分散于配制好的电沉积溶液中,通过电沉积方法,使氢氧化钌沉积负载在碳纳米管上得到前驱物,将前驱物热处理之后自然冷却后得到碳纳米管负载水合氧化钌纳米粉体复合材料。该方法缺点在于采用电沉积方法耗能较为严重,经济性较差。因此,需要提供一种新的二氧化钌复合材料及制备方法,以解决上述技术问题。专利技 ...
【技术保护点】
1.一种氮掺杂碳纳米管‑二氧化钌复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)将氮掺杂碳纳米管溶液与钌源溶液混合,得混合液,再向混合液中加入碱液,混合均匀,得到pH为10~12的前驱液;2)将前驱液在50~90℃温度下陈化3~5h,再离心洗涤,得沉淀物;3)将沉淀物进行水热反应或煅烧,得到氮掺杂碳纳米管‑二氧化钌复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳纳米管-二氧化钌复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)将氮掺杂碳纳米管溶液与钌源溶液混合,得混合液,再向混合液中加入碱液,混合均匀,得到pH为10~12的前驱液;2)将前驱液在50~90℃温度下陈化3~5h,再离心洗涤,得沉淀物;3)将沉淀物进行水热反应或煅烧,得到氮掺杂碳纳米管-二氧化钌复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述氮掺杂碳纳米管溶液中的氮掺杂碳纳米管与钌源溶液中的钌源的质量比为1:1~1:5,优选为1:1~1:3,更优选为1:1。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述前驱液的pH为10~11,优选为10。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述混合均匀的方法为采用逐滴滴加的方法将碱液加入混合液中,并同时搅拌,搅拌速率为100~600r/min,优选为200~400r/min,更优选为300r/min;或者,所述混合均匀的方法为采用超重力旋转床强力混合,超重力旋转床的蠕动泵进料流量为200~600mL/min,超重力旋转床的转速为800~2500r/min;优选地,超重力旋转床的蠕动泵进料流量为400~600mL/min,超重力旋转床的转速为1200~1800r/min;更优选地,超重力旋转床的蠕动泵进料流量为600mL/min,超重力旋转床的转速为1200r/min。5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:王洁欣,杨辉煌,陈建峰,孙向楠,崔易凡,曾晓飞,张亮亮,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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