The invention belongs to the field of carbon materials, in particular to a new nano carbon catalyst material and its preparation method and application; a new nano carbon catalyst, which is characterized in that the new nano carbon catalyst has a core-shell structure, wherein the shell layer is composed of a carbon layer and the core is composed of a carbon nano angle; the core-shell structure has a structure morphology similar to that of a bean pod The new nano carbon catalyst has the catalytic activity of oxygen reduction and can be used as the air electrode catalyst of fuel cell, zinc air cell, magnesium air cell or aluminum air cell.
【技术实现步骤摘要】
一种新型纳米碳催化剂材料及其制备方法和应用
本专利技术属于碳材料领域,特别涉及一种新型纳米碳催化剂材料及其制备方法和应用。
技术介绍
由于其诸多的物理、化学及生物特性,碳材料的用途极其广泛,被用于人类生产和生活的方方面面。特别是近三十年来,科学家们陆续发现了一些新型的纳米碳材料,例如富勒烯、碳纳米管、碳纳米角以及石墨烯等。这些新型的纳米碳材料由于独特的结构以及优异的力学、电子学、热学、光学及生物学等特性,被广泛应用于机械、电子、航空航天、冶金、化工以及医学等领域。正因为每一种纳米碳材料结构的特异性,决定了它们在性能及应用上并不能面面俱到。因此为了提升纳米碳材料的性能以及拓展它们的应用范围,通常有二种途径。一种途径是在原有纳米碳材料的基础上对它们进行改性或者重新组装成新的结构的材料,目前很多研究开发工作都通过这个途径来开展。另一种途径就是通过新的制备方法制备出全新结构的纳米碳材料,有望在性能和应用领域有新的发现和拓展。本专利技术的目的就是通过新的制备技术开发出全新结构的纳米碳材料。
技术实现思路
基于上述的研发构思,本专利技术提供了一种新型纳米碳催化剂材料及其制备方法和应用。本专利技术的技术方案是:一种新型纳米碳催化剂,所述的新型纳米碳催化剂具有核壳结构,其中外壳层由碳层组成,碳层为晶型石墨碳层或无定型碳层,内核由碳纳米角组成,该碳纳米角是单壁碳纳米角或多壁碳纳米角,碳纳米角的管腔直径为0.5-3nm,长度5-20nm,碳纳米角聚集在一起成花状的碳纳米角聚集体,碳纳米角聚集体的尺寸大 ...
【技术保护点】
1.一种新型纳米碳催化剂,其特征在于,所述的新型纳米碳催化剂具有核壳结构,其中外壳层由碳层组成,内核由碳纳米角组成。/n
【技术特征摘要】
1.一种新型纳米碳催化剂,其特征在于,所述的新型纳米碳催化剂具有核壳结构,其中外壳层由碳层组成,内核由碳纳米角组成。
2.根据权利要求1所述的纳米碳催化剂,其特征在于,所述的碳层为晶型石墨碳层或无定型碳层。
3.根据权利要求1所述的纳米碳催化剂,其特征在于,所述的碳纳米角为碳纳米角的聚集体。
4.根据权利要求3所述的纳米碳催化剂,其特征在于,所述的碳纳米角聚集体的尺寸大小为5-50nm。
5.根据权利要求1或2任一项所述的纳米碳催化剂,其特征在于,所述的碳层的厚度1-10nm。
6.根据权利要求1所述的纳米碳催化剂,其特征在于,所述的核壳结构的结构形态具有类似于豆荚形态结构。
7.根据权利要求6所述的纳米碳催化剂,其特征在于,所述的豆荚长度为30-500nm。
8.根据权利要求1所述的纳米碳催化剂,其特征在于,所述的纳米碳催化剂的化学组成含有氮元素。
9.根据权利要求8所述的纳米碳催化剂,其特征在于,所述氮元素中氮原子通过化学键键合至纳米碳材料的碳原子骨架中;所述的氮原子是以吡啶氮、吡咯氮和石墨氮的键合形式掺杂至纳米碳材料中的碳原子骨架中。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的新型纳米碳催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
以掺金属铁催化剂的石墨棒作为阳极石墨棒,以另一根纯石墨棒作为阴极...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴初新,官轮辉,张建硕,
申请(专利权)人:中国科学院福建物质结构研究所,
类型:发明
国别省市:福建;35
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