一种自支撑电极及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种自支撑电极及其制备方法和用途。所述自支撑电极包括导电基底以及负载在所述导电基底上的金属碳氮化合物电极材料。所述制备方法包括：(1)在导电基底上生长聚吡咯膜，得到聚吡咯包覆的导电基底；(2)在步骤(1)所述聚吡咯包覆的导电基底上生长金属前体，得到电极前体；(3)将步骤(2)所述电极前体煅烧碳化得到所述自支撑电极。所述自支撑电极用于电催化分解水、电催化氧气还原或锂离子电池。本发明专利技术提供的自支撑电极的稳定性高，电子传输效率高，催化效率高；本发明专利技术提供的制备方法简化了合成自支撑电极的制备方法，而且提高了自支撑电极的催化效率，保证了产品优良的性能。

A self-supporting electrode and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑电极及其制备方法和用途
本专利技术属于纳米材料制备领域，具体涉及一种自支撑电极及其制备方法。
技术介绍
金属碳氮化合物由于具有优异的稳定性和导电性等优势在催化领域，特别是电催化分解水、电催化氧气还原和锂离子电池等领域都得到了广泛的关注。但是，金属碳氮化合物的合成，特别是在电极上原位制备的方法还非常少。目前，大多数金属碳氮化合物电极的制备是通过旋涂法将粉末催化剂附着于电极表面。在电极制备过程中通常引入高分子导电聚合物作为催化剂和电极基底的粘合剂。这种传统的电极制备方法主要存在以下弊端：1)催化剂的微观形貌不易控制；2)粘合剂的存在限制了催化剂表面活性位点的暴露；3)催化剂与电极基底的界面受阻从而抑制了电子传递过程；4)电极表面产生的气体容易使催化剂从电极基底上脱落，降低电极效率和使用寿命。发展自支撑催化剂电极(self-supportedelectrocatalyst)是解决传统电极弊端的有效途径。与传统电极相比，自支撑电极的优点主要是以下几个方面：1)催化剂直接生长于电极基底上，有效提高了电极表面催化剂的稳定性和电子传输效率；2)容易控制催化剂的微观结构，更利于活性位点的暴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自支撑电极，其特征在于，所述自支撑电极包括导电基底以及负载在所述导电基底上的金属碳氮化合物电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种自支撑电极，其特征在于，所述自支撑电极包括导电基底以及负载在所述导电基底上的金属碳氮化合物电极材料。2.根据权利要求1所述的自支撑电极，其特征在于，所述自支撑电极为导电基底以及负载在所述导电基底上的金属碳氮化合物电极材料；优选地，所述金属碳氮化合物中，金属元素包括铁、钴、镍、铜或钼中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述导电基底为碳布；优选地，所述金属碳氮化合物的厚度为2nm-20nm。3.根据权利要求1或2所述的自支撑电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在导电基底上生长聚吡咯膜，得到聚吡咯包覆的导电基底；(2)在步骤(1)所述聚吡咯包覆的导电基底上生长金属前体，得到电极前体；(3)将步骤(2)所述电极前体煅烧碳化得到所述自支撑电极。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生长聚吡咯膜为电镀生长聚吡咯膜；优选地，所述电镀生长聚吡咯膜包括以下步骤：将所述导电基底作为工作电极，与对电极、参比电极和含有吡咯单体的电解液组成电镀体系，在所述电镀体系中进行电镀得到聚吡咯包覆的导电基底。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述导电基底为碳布；优选地，所述对电极为铂电极和/或碳棒，优选为铂电极；优选地，所述参比电极为银/氯化银电极和/或饱和甘汞电极，优选为银/氯化银电极；优选地，所述电解液为含有吡咯单体的高氯酸钠水溶液；优选地，所述高氯酸钠水溶液的浓度为0.01mol/L-2.0mol/L，优选为0.5mol/L；优选地，所述电解液中，吡咯单体的体积与高氯酸钠水溶液的体积之比为1:1-1:20，优选为1:10；优选地，所述电解液的体积为10mL-200mL，优选为50mL；优选地，所述电镀的电压为0.1V-2V，优选为1.0V；优选地，所述电镀的时间为50s-1000s，优选为500s。6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述生长金属前体包括以下步骤：将步骤(1)所述聚吡咯包覆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴玲钰，曹爽，吴志娇，伏兵，于海宁，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11