The invention relates to a preparation method of carbon nanotubes/cobalt-iron hydrotalcite nanosheet composite and the catalytic application of the obtained composite to the oxygen evolution reaction of alkaline electrolytic water anode. The carbon nanotubes/cobalt-iron hydrotalcite nanosheet composite catalyst was prepared by dissolving cobalt dioxide and iron trivalent in the mixed solution of formamide and water containing carboxylated carbon nanotubes, titrating directly with dilute alkali solution, and in-situ growth of ultra-thin cobalt-iron hydrotalcite nanosheets on carboxylated carbon nanotubes. This method reduces the steps of stripping hydrotalcite-like particles, prevents the aggregation of hydrotalcite-like nanoplates, increases the active sites of catalysts, fully exerts the synergistic effect of hydrotalcite-like nanoplates and carbon nanotubes in electrocatalysis, reduces the overpotential of oxygen evolution reaction, improves its electrocatalytic performance for oxygen evolution reaction, and is of great significance for the development of new catalysts for oxygen evolution reaction.
【技术实现步骤摘要】
碳纳米管/钴铁类水滑石纳米片复合物的制备方法及其电催化应用
:本专利技术属于新能源材料技术及电催化
,具体涉及碳纳米管/钴铁类水滑石纳米片复合物的制备方法,还包括催化剂在碱性电解水阳极析氧反应中的电催化应用
技术介绍
:随着由化石燃料引发的全球气候变暖等环境问题突出,研究人员将大量的精力投入到新能源的开发,以及高效存储与转换当中。而在新能源存储与转换过程中涉及到的析氧反应(OER)进程缓慢,是阻碍燃料电池,水裂解储能系统(OER)、太氧能燃料合成(OER)应用推广中的主要问题之一。在这些能源存储与转换装置中,用于OER的催化剂有贵金属Ru、Ir及其氧化物。贵金属催化剂因其地球储量小,价格昂贵等因素,限制了其在新能源方面的应用。并且这些贵金属催化剂稳定性差,不能长期使用。因此,研究开发一种便与生产、非贵金属、可循环使用的OER的催化剂成为研究热点。铁钴镍基的材料包括铁钴镍的氢氧化物、氧化物,具有良好的OER催化活性。其中,钴铁双金属氢氧化物又称为钴铁类水滑石,记为CoFe-LDH,是一种二维层状材料,其组成通式可表示为[Co1-x2+Fex3+(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O,由带正电荷的氢氧化物层和与之电荷相平衡的层间阴离子组成。由于钴铁在地球中的储量非常丰富,因此钴铁基的纳米材料,特别是CoFe-LDH在能源转换和存储领域呈现出了良好的应用前景。然而实际应用过程中,CoFe-LDH催化剂材料还存在比表面积小、导电性差、易聚集和稳定性差等缺点。为了克服以上缺点,研究者将LDH进行剥离成单层或多层的薄片(LDHNS),以提高其比表面积和活性位 ...
【技术保护点】
1.一种碳纳米管/钴铁类水滑石纳米片复合物的制备方法,其特征在于在羧基化碳纳米管的甲酰胺‑水混合分散液中经共沉淀一步法制得,具体步骤如下:取一定量羧基化的碳纳米管,记为HCNTs,超声分散于50mL甲酰胺和水的混合溶剂中,使其浓度为0.4~0.8mg/mL,按一定摩尔比加入九水合硝酸铁和六水合硝酸钴,使总金属离子浓度为6mmol/L,搅拌1h使金属盐完全溶解,在剧烈搅拌的条件下,用浓度为0.14mol/L的氢氧化钠的甲酰胺和水混合溶液缓慢滴定至反应液pH为8.5~9.5,将反应液4000rpm离心分离后,分别用去离子水和乙醇洗涤3次,即得钴铁类水滑石/碳纳米管纳米复合物,记为LDHNS/HCNTs。
【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管/钴铁类水滑石纳米片复合物的制备方法,其特征在于在羧基化碳纳米管的甲酰胺-水混合分散液中经共沉淀一步法制得,具体步骤如下:取一定量羧基化的碳纳米管,记为HCNTs,超声分散于50mL甲酰胺和水的混合溶剂中,使其浓度为0.4~0.8mg/mL,按一定摩尔比加入九水合硝酸铁和六水合硝酸钴,使总金属离子浓度为6mmol/L,搅拌1h使金属盐完全溶解,在剧烈搅拌的条件下,用浓度为0.14mol/L的氢氧化钠的甲酰胺和水混合溶液缓慢滴定至反应液pH为8.5~9.5,将反应液4000rpm离心分离后,分别用去离子水和乙醇洗涤3次,即...
【专利技术属性】
技术研发人员:詹天荣,王闰夏,孙源,于锡娟,
申请(专利权)人:青岛科技大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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