The invention discloses a heteroatom doped porous carbon coated copper phosphide composite catalyst applied in the electrocatalytic oxygen reduction reaction, which belongs to the field of composite catalyst, electrocatalytic oxygen reduction and zinc air battery technology. The composite catalyst with nitrogen and phosphorus double heteroatom mixed type copper based metal organic framework materials (abbreviated: Cu NPMOF) as the precursor obtained by carbonization, phosphating, for efficient electrocatalytic oxygen reduction. In the 0.1 mol L
【技术实现步骤摘要】
杂原子掺杂的多孔碳包覆磷化亚铜复合型催化剂的应用
本专利技术涉及复合催化剂和电催化以及锌空气电池
,具体涉及一种杂原子掺杂多孔碳包覆的磷化亚铜复合催化剂在电催化反应和锌空气电池中的应用。
技术介绍
21世纪以来,随着传统化石能源所带来的环境污染,温室效应以及资源短缺等问题愈发严重,可以直接将燃料的化学能转变为清洁电能的燃料电池技术受到了各国科学家的广泛关注。金属空气电池作为一种新型的燃料电池,其以金属作为燃料(负极活性物质),与空气中的氧气(正极活性物质)发生氧化还原反应从而把化学能转换成电能,是一种特殊的燃料电池,也是新型的绿色二次电池。这其中,水系锌空气电池因为高能量密度、低成本、安全无污染的优势被看作是最具发展潜力的二次金属空气电池之一。在电池反应中,正极的氧还原反应因为较慢的动力学过程,较高的过电位成为锌空气电池研究中一个关键环节。因此,对新型高效的正极氧还原反应催化剂的研发吸引了该领域内科学家的极大研究兴趣,是燃料电池、金属空气电池等研究领域的重点研究方向。目前,贵金属材料(例如:铂、钯等)是活性最高也是最常用的电催化氧还原催化剂,但是其高昂的成本、低储量以及在催化反应过程中易失活等特性严重限制了此类材料的广泛应用,也阻碍了燃料电池领域的快速发展。近年来,金属有机框架(MOFs)材料由于其具有结构多样性、构筑单元的可调节性以及晶态MOFs材料中各元素均匀有序分布等优势,以MOFs为前驱体或自牺牲模板通过热解处理制备多孔碳基复合型材料日益受到科学家的广泛关注。在大量基于金属有机框架(MOFs)前驱体制备各种复合型碳基材料的研究中,应用在电催化 ...
【技术保护点】
杂原子掺杂多孔碳包覆磷化亚铜复合型催化剂的应用,其特征在于,作为催化剂将其应用在电催化反应或锌空气电池中;所述杂原子掺杂多孔碳包覆磷化亚铜复合型催化剂通过如下方法制备而成:(1)分别将吡嗪、羟基乙叉二膦酸、可溶性铜盐溶于水中,加入碱调节溶液的pH值3‑5,130‑140 ℃恒温反应,反应结束后,待体系温度降至室温得到浑浊溶液;(2)将步骤(1)中得到的浑浊溶液过滤,用去离子水反复洗涤至滤液为中性,得到固体粉末,经干燥后得Cu‑NPMOF前驱体;(3)在氮气氛围下将步骤(2)所得的Cu‑NPMOF前驱体煅烧,所得粉末经稀盐酸超声洗涤,然后用去离子水和乙醇反复离心洗涤数次、干燥后得到固体粉末;(4)将步骤(3)中得到粉末与次磷酸钠混合,充分研磨后在氮气氛围下低温煅烧,所得粉末用去离子水洗涤、离心、干燥后得到目标产物Cu3P@NPPC。
【技术特征摘要】
1.杂原子掺杂多孔碳包覆磷化亚铜复合型催化剂的应用,其特征在于,作为催化剂将其应用在电催化反应或锌空气电池中;所述杂原子掺杂多孔碳包覆磷化亚铜复合型催化剂通过如下方法制备而成:(1)分别将吡嗪、羟基乙叉二膦酸、可溶性铜盐溶于水中,加入碱调节溶液的pH值3-5,130-140℃恒温反应,反应结束后,待体系温度降至室温得到浑浊溶液;(2)将步骤(1)中得到的浑浊溶液过滤,用去离子水反复洗涤至滤液为中性,得到固体粉末,经干燥后得Cu-NPMOF前驱体;(3)在氮气氛围下将步骤(2)所得的Cu-NPMOF前驱体煅烧,所得粉末经稀盐酸超声洗涤,然后用去离子水和乙醇反复离心洗涤数次、干燥后得到固体粉末;(4)将步骤(3)中得到粉末与次磷酸钠混合,充分研磨后在氮气氛围下低温煅烧,所得粉末用去离子水洗涤、离心、干燥后得到目标产物Cu3P@NPPC。2.如权利要求1所述杂原子掺杂多孔碳包覆磷化亚铜复合型催化剂的应用,其特征在于,步骤(1)中吡嗪、可溶性铜盐和羟基乙叉二膦酸的摩尔比是1:1:1.3,所用调节溶液pH值的碱选氢氧化钠或氢氧化钾;步骤(3)前驱...
【专利技术属性】
技术研发人员:王锐,董喜燕,李海洋,张征,臧双全,
申请(专利权)人:郑州大学,
类型:发明
国别省市:河南,41
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