一种CoN3@N-C复合电催化剂的制备方法技术

本发明专利技术是一种CoN3@氮掺杂碳(CoN3@N‑C)复合电催化剂的制备方法，该方法在电化学器件中开发出了一种高效的电催化剂，即先制备Zn‑Co‑ZIF金属有机骨架材料，之后在氩气氛围下高温碳化，制备出CoN3@N‑C复合电催化剂。该复合电催化剂为十二面体结构，具有较大的比表面积，同时由于CoN3物质的存在，使得该复合电催化剂上有丰富的活性位点，从而使CoN3@N‑C复合电催化剂在酸性和碱性的ORR性能测试中半波电位和电流密度性能较好。本发明专利技术的制备过程简单易操作，所需原材料价格低廉，且操作设备价格不昂贵，所得的产品质量性能好，将来在电化学催化剂的应用方面具有光明的前景。本发明专利技术中，所得CoN3@N‑C复合电催化剂在电化学催化反应中性能优异，是非常有前景的催化剂材料。

Preparation of a CoN3@N-C Composite Catalyst

The present invention is a preparation method of CoN3@N_C composite electrocatalyst. This method has developed an efficient electrocatalyst in electrochemical devices, that is, Zn_Co_ZIF metal organic skeleton material is prepared first, and then carbonized at high temperature in argon atmosphere to prepare CoN3@N_C composite electrocatalyst. The composite electrocatalyst has a dodecahedron structure and a large specific surface area. At the same time, because of the existence of CoN3, the composite electrocatalyst has abundant active sites, so that the half-wave potential and current density of the CoN3@N_C composite electrocatalyst are better in acid and alkaline ORR performance test. The preparation process of the invention is simple and easy to operate, the raw materials required are cheap, and the operating equipment is not expensive. The product obtained has good quality and performance, and has bright prospects in the application of electrochemical catalysts in the future. In the present invention, the obtained CoN3@N_C composite electrocatalyst has excellent performance in electrochemical catalytic reaction and is a very promising catalyst material.

【技术实现步骤摘要】
一种CoN3@N-C复合电催化剂的制备方法
本专利技术属于电催化剂材料
，涉及一种CoN3@N-C复合电催化剂的制备技术，具体涉及Zn-Co-ZIF金属有机骨架材料和CoN3@N-C复合电催化剂的制备方法。
技术介绍
近年来，电化学涉及到ORR反应，这是电化学催化的重要反应，一个高度活跃和稳定的电催化剂应用于ORR反应是至关重要的。贵金属通常是良好的电催化剂，然而这些稀有金属基电催化剂的稳定性、稀缺性和高成本是这项技术大规模实施的主要障碍，因此，迫切需要开发高效、耐用与低成本的替代品。在过去的几年中，金属有机框架材料已经成为合成电催化剂的一个新平台。作为MOFs的子类，ZIFs是电催化剂的优良前体，因为其存在着大量的碳和氮，在此基础上，人们对ZIFs进行进一步的研究，得到了一类新的具有优秀电催化性能的催化剂。本专利技术基于以上背景，通过对ZIFs进行深入的研究，在熟悉其原理的基础上合成Co-Zn-ZIF金属有机骨架材料，再利用高温碳化的手段对其进行进一步的处理，寻求提供一种高比表面积，具有较好的电化学催化性能的催化剂的制备方法。
技术实现思路
本专利技术以一种CoN3@N-C复合电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术涉及的CoN3@N‑C复合电催化剂的制备工艺，包括以下步骤：(1)称取9.850g二甲基咪唑于烧杯中，加入100ml无水甲醇和100ml无水乙醇，搅拌至二甲基咪唑溶解且均匀分散于溶液中。(2)称取一定比例的Co(NO3)2·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O于烧杯中，加入100ml无水甲醇和100ml无水乙醇，搅拌至固体溶解且分散均匀。(3)将步骤(1)和步骤(2)的溶液进行混合，在室温下沉淀20‑24个小时，之后对烧杯中的溶液进行抽滤、洗涤，将所得的紫色固体进行烘干12‑24小时，得到Zn‑Co‑ZIF金属有机骨架材料。(4)将步骤(3)得到的紫色固体转移到管式气氛炉中在氩气...

【技术特征摘要】
1.本发明涉及的CoN3@N-C复合电催化剂的制备工艺，包括以下步骤：(1)称取9.850g二甲基咪唑于烧杯中，加入100ml无水甲醇和100ml无水乙醇，搅拌至二甲基咪唑溶解且均匀分散于溶液中。(2)称取一定比例的Co(NO3)2·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O于烧杯中，加入100ml无水甲醇和100ml无水乙醇，搅拌至固体溶解且分散均匀。(3)将步骤(1)和步骤(2)的溶液进行混合，在室温下沉淀20-24个小时，之后对烧杯中的溶液进行抽滤、洗涤，将所得的紫色固体进行烘干12-24小时，得到Zn-Co-ZIF金属有机骨架材料。(4)将步骤(3)得到的紫色固体转移到管式气氛炉中在氩气氛围下进行碳化，保温时间为2小时，随后冷却至室温得到CoN3@N-C复合电催化剂。(5)进一步地，将步骤(4)得到的CoN3@N-C复合电催化剂称取6mg放于2ml的离心管中，加入50...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东江，邹译慧，赵小亮，孙瑾，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37