一种过渡金属氧化物电催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种过渡金属氧化物电催化剂及其制备方法和应用，方法包括以下步骤：将基底进行前处理；将经处理后的基底放入PE‑ALD腔体中，设置PE‑ALD程序，通入载气，控制沉积在预定温度下进行，将加热的过渡金属源与加热的氧源依次导入PE‑ALD腔体中，在基底表面进行循环沉积；沉积结束后，将PE‑ALD腔体降至室温，得到过渡金属氧化物电催化剂。本发明专利技术通过利用PE‑ALD方法，并调控循环过程中前驱体物料比制备了一种原子级平整且缺陷可调的电催化剂。所述电催化剂在原子级范围内可调缺陷，从而具有优良的电催化性能，进而使得含该电催化剂的锂空气电池的充放电极化程度得到有效地降低，容量、循环稳定性得到大幅提升。

A transition metal oxide electrocatalyst and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种过渡金属氧化物电催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及电催化剂制备领域，尤其涉及一种过渡金属氧化物电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
能源和环保是当今社会的两个重要主题，化石能源和传统的锂离子电池已经不能满足人们对能源的巨大需求，而且化石能源的使用对环境造成了巨大的影响。因此，必须找到更高能量密度，更绿色环保的新一代能源作为替代品。金属空气电池，燃料电池，锂硫电池在近十年来飞速发展，有着不俗的表现，可以作为下一代能源领域的候选者。而这几类储能器件中均涉及到电催化剂，所以电催化剂在未来能源领域尤为重要。目前针对提高电催化剂活性主要有通过掺杂来改善本征催化剂活性，与其它材料复合使其具有协同效应以提高催化活性或者通过制备高度分散的贵金属来提高催化活性。如Jun-HyukKim等（爱思唯尔“JournalofPowerSources”320(2016)188-195）研究了V，Cr和Nb掺杂TiO2后负载Pt后的氧还原催化活性的研究，结果显示掺杂可以增加TiO2的导电性和可以大幅度增加其催化活性，但掺杂量需要精准控制，如果量太多或者太少都达不到最佳催化活性，而且方法过于复杂重复率太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过渡金属氧化物电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将基底进行前处理；将经处理后的基底放入PE‑ALD腔体中，设置PE‑ALD程序，通入载气，控制沉积在预定温度下进行，将加热的过渡金属源与加热的氧源依次导入PE‑ALD腔体中，在基底表面进行循环沉积；沉积结束后，将PE‑ALD腔体降至室温，得到过渡金属氧化物电催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属氧化物电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将基底进行前处理；将经处理后的基底放入PE-ALD腔体中，设置PE-ALD程序，通入载气，控制沉积在预定温度下进行，将加热的过渡金属源与加热的氧源依次导入PE-ALD腔体中，在基底表面进行循环沉积；沉积结束后，将PE-ALD腔体降至室温，得到过渡金属氧化物电催化剂。2.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物电催化剂的制备方法，其特征在于，所述基底包括集流体和碳材料中的一种；其中，所述集流体包括泡沫金属Ti集流体、泡沫金属Ni集流体、泡沫金属Au集流体、泡沫金属Pt集流体、泡沫C集流体和多孔Si集流体中的一种；所述碳材料包括炭黑、活性炭、活化碳、乙炔炭黑、碳纳米管、碳纳米线、碳纤维、碳纳米泡沫、碳纳米纤维、木炭、焦炭、介孔碳、纤维碳、碳凝胶、碳泡沫、介孔碳微粒、石墨、石墨烯、石墨炔、预氧化碳、碳纸、木质活性碳、科琴黑、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物电催化剂的制备方法，其特征在于，所述前处理的方式包括酸浸泡、碱侵泡、HF刻蚀、打磨、超声清洗、等离子清洗中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的过渡金属氧化物电催化剂的制备方法，其特征在于，PE-ALD程序设置包括以下步骤：过渡金属源气体脉冲时间为0.1~0.3s；过渡金属源与基底反应3~6s；用载气清洗过量的过渡金属源和副产物70~100s；氧源气体脉冲时间为0~...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永亮，杨静波，张培新，米宏伟，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44