The invention relates to a nickel - filled nitrogen - doped carbon nanotube and its preparation method and application. The preparation method comprises the following steps: (1) the nickel chloride and carbon source nitrogen adding dispersant, stirring, mixing powder obtained by ultrasonic, drying and grinding; the carbon and nitrogen sources for one or several melamine, dicyandiamide, in cyanamide; (2) the in step 1 the mixed powders were calcined in an inert gas atmosphere, calcination and acid treatment, obtain nitrogen doped carbon nanotubes filled with nickel. The invention also provides a nickel filled nitrogen - doped carbon nanotube obtained by the preparation method and its application. The preparation method of the invention is to create a simple mixture by high temperature pyrolysis of nickel chloride and carbon and nitrogen source of the prepared nickel with nitrogen doped carbon nanotubes, compared with single nickel filled carbon nanotubes method, nickel filling rate is greatly improved, the nitrogen incorporation also greatly improved the electrochemical properties of carbon nanotubes. Has a broad application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种镍填充掺氮碳纳米管及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料
,具体涉及一种镍填充掺氮碳纳米管及其制备方法和应用。
技术介绍
碳纳米管(CNTs)是一种新型纳米碳材料,具有优良的电子传导性、吸附性和电化学催化性等特性,其在场发射源、复合材料、储氢材料、催化剂等领域得到了广泛的应用。目前,制备碳纳米管的方法主要包括电弧法、催化裂解碳氢化合物、激光蒸发凝结碳镍钴混合物和电化学沉积法。科学工作者们发现碳纳米管中掺杂非金属元素和碳纳米管内填充金属单质或金属氧化物等都能明显地提高其性能,所以近年来金属填充的碳纳米管和非金属掺杂的碳纳米管逐渐成为了碳材料研究领域的热点之一。碳纳米管的掺杂能明显地改变碳纳米管的电子结构,从而提高其性能,如氮掺杂的碳纳米管具有替代铂用作氧还原反应催化剂的潜力[GongKP,etal.Science,2009,323(5915):760]。金属单质、金属氧化物、金属碳化物等金属物质的填充能改变碳纳米管表面的电子特性,从而影响其电化学性、催化性、吸附等性能,如镍填充的碳纳米管表现出了优异的酸性和碱性氧还原催化性能,其中镍的填充量与碳纳米管的性能息息相关。目前镍填充碳纳米管的填充方法有后填充法和原位填充法。后填充法主要为浸渍填充法,原位填充法主要为化学气相沉积法和电弧放电法。浸渍填充法即将已经制备好的碳纳米管直接浸渍在金属镍盐中,金属镍填充进碳纳米管的空腔内部。该方法虽简单、反应条件较温和,但得到碳纳米管的镍含量低。典型的制备方法如:张宁等人采用等体积浸渍法制备Ni/CNTs催化剂时,最后得到镍的填充量仅为7%[张宁,周冬兰,朱瑜,催 ...
【技术保护点】
一种镍填充掺氮碳纳米管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:将氯化镍和碳氮源加入分散剂中,搅拌均匀后,经超声、干燥和研磨后得到混合粉末;所述的碳氮源为三聚氰胺、双氰胺、单氰胺中的一种或者几种;步骤2:将步骤1中得到的混合粉末在惰性气体氛围下进行煅烧,煅烧后再进行酸处理,得到镍填充的掺氮碳纳米管。
【技术特征摘要】
1.一种镍填充掺氮碳纳米管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:将氯化镍和碳氮源加入分散剂中,搅拌均匀后,经超声、干燥和研磨后得到混合粉末;所述的碳氮源为三聚氰胺、双氰胺、单氰胺中的一种或者几种;步骤2:将步骤1中得到的混合粉末在惰性气体氛围下进行煅烧,煅烧后再进行酸处理,得到镍填充的掺氮碳纳米管。2.根据权利要求1所述的镍填充掺氮碳纳米管的制备方法,其特征在于,所述的步骤1中氯化镍和碳氮源的质量比例为2:(1~6)。3.根据权利要求1所述的镍填充掺氮碳纳米管的制备方法,其特征在于,所述的分散剂为无水乙醇。4.根据权利要求1所述的镍填充掺氮碳纳米管的制备方法,其特征在于,所述的超声时间为15~30min,干燥温度为90~110℃,干燥时间为5~8h。5.根据权利要求4所述的镍填充掺氮碳纳米管...
【专利技术属性】
技术研发人员:钟国玉,李思敏,傅小波,
申请(专利权)人:东莞理工学院,
类型:发明
国别省市:广东,44
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。