The invention belongs to the field of preparation of electrode materials, in particular relates to a nitrogen doped mesoporous carbon supported cobalt cobalt oxide nano composite material (Co CoOx/NMC) preparation method and application. Composite material is introduced by one pot method, cobalt salt forming process of mesoporous polymer in the amino group, after pyrolysis was prepared, in which Co CoOx particles were uniformly dispersed in mesoporous carbon skeleton, its diameter is 10 ~ 20nm. The composite material of the invention has high electrocatalytic oxygen reduction performance, and has wide application prospect in the fields of electrocatalysis, fuel cell, etc..
【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于电极材料制备领域,具体涉及一种氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoOx/NMC)的制备方法及应用。
技术介绍
介孔碳是多孔碳材料的重要分支,是指孔径介于微孔和大孔之间,具有介孔结构的碳材料。介孔碳因其独特的介孔结构、化学稳定性、高比表面积以及电传导性能等迅速发展,广泛应用于催化、吸附分离及能源存储等领域。介孔碳材料与金属基纳米粒子、非金属元素等的复合,可进一步结合介孔碳材料与负载物质的双重优势,大大增强其在相关领域的性能,并进一步扩展介孔碳材料的应用范围。发展新型的介孔碳纳米材料及制备多种介孔碳基复合材料已经成为纳米领域研究的热点。在应用领域,介孔碳负载不同类型的金属或者金属氧化物的主要优点有:①介孔碳开放的孔道结构以及高的比表面积,有利于获得高度分散的金属或者金属氧化物,通过优化合成条件可获得热稳定及化学稳定的纳米催化剂,从而广泛应用于非均相催化领域;②经石墨化处理,介孔碳材料具有较高的导电性及储放电子的能力,在催化反应基元步骤中具有高的电荷转移速率。这些特性赋予了介孔碳基复合材料优异的电催化性能,使其在电催化、燃料电池领域有广阔的应用前景。介孔碳基金属复合材料的制备方法主要有:浸渍法、金属组分转移法和一锅法。浸渍法是最传统的制备方法,该方法操作简单,但复合材料两相之间的结合力较差,金属活性组分极易团聚或流失;金属组分转移法是通过一定的手段将金属组分引入到介孔碳的骨架中,该方法能够获得稳定的结构,但是操作方法复杂,不利于规模化生产;一锅法是指将碳源、模板剂与金属前驱 ...
【技术保护点】
一种氮掺杂介孔碳负载钴‑氧化钴纳米复合材料(Co‑CoOx/NMC),其特征在于:复合材料是通过一锅法,在氨基化介孔聚合物的形成过程中引入钴盐,热解后制备得到,其中Co‑CoOx颗粒均匀地分散在介孔碳骨架上,其粒径为10~20nm。
【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoOx/NMC),其特征在于:复合材料是通过一锅法,在氨基化介孔聚合物的形成过程中引入钴盐,热解后制备得到,其中Co-CoOx颗粒均匀地分散在介孔碳骨架上,其粒径为10~20nm。2.按权利要求1所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoOx/NMC),其特征在于:所述氨基化介孔聚合物的形成过程中引入钴盐是将3-氨基酚、乌洛托品、三嵌段共聚物模板剂F127及氨水的水溶液在自组装形成氨基化介孔聚合物过程中加入钴盐,而后进行后续处理得到含钴的氨基化介孔聚合物;所述含钴的氨基化介孔聚合物的形成过程中每52ml水溶液中F127的加入量为0.24~0.27mmol,3-氨基酚的加入量为10~12mmol,乌洛托品的加入量为5~6mmol,氨水的加入量为15~20mmol,钴盐的加入量为0.2~1.2mmol。3.按权利要求1所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoOx/NMC),其特征在于:所述钴盐为六水硝酸钴。4.一种权利要求1所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoOx/NMC)的制备方法,其特征在于:(1)室温下,向水溶液中分别加入三嵌段共聚物F127、3-氨基酚、乌洛托品、钴盐和氨水,充分搅拌后,于油浴中冷凝回流并搅拌使之充分聚合后自然降温,沉降、水洗收集产物,而后真空干燥得到含钴的氨基化介孔聚合物;...
【专利技术属性】
技术研发人员:江河清,刘真真,焦成丽,
申请(专利权)人:中国科学院青岛生物能源与过程研究所,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。