一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法制造技术

本发明专利技术涉及电解水催化剂技术领域，且公开了一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法，包括以下配方原料：硝酸镍、4,4‑偶氮吡啶、4,4'‑二硫二苯甲酸、石墨烯。该一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法，Ni基双有机配体MOFs配合物具有规整的多孔结构和可调节的孔径，通过煅烧碳化法制备出硫镍化合物‑N/S掺杂多孔碳材料，具有的大量催化活性位点，硫镍化合物具有优异的导电性和和较低析氧过电位，硫镍化合物‑N/S掺杂多孔碳材料均匀分散到石墨烯巨大的比表面和孔隙中，避免了催化剂在电解质中团聚，而导致降低催化剂的活性位点的现象，并且与石墨烯的界面之间形成巨大的导电网络，促进了电子的迁移和传输过程。

An electrocatalyst based on MOFs with heteroatom doped porous carbon and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法
本专利技术涉及电解水催化剂
，具体为一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法。
技术介绍
随着化石能源的日益枯竭和环境污染问题的日益严峻，能源和环境问题已经成为人类社会可持续发展最主要问题，从化石燃料逐步转向利用可持续发展无污染的清洁能源是发展的必然趋势，氢气是一种理想的资源丰富的清洁能源，广泛应用于氢动力汽车、氢能发电、磷酸盐型燃料电池、融熔碳酸盐型燃料等方面，电解水产氢是实现工业化、廉价制备氢气的重要手段。目前由于电解水产氢在技术上并不完备，而不能实现商业化规模化电解水制，电解水产氢是在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子分别在正负两个电极上发生电化学氧化还原反应，将水分解成氢气和氧气，分为析氢反应和析氧反应，其中析氧反应过程由于动力学因素的制约难以快速实现析氧过程，抑制了电解水产氢的过程，目前主要是通过加入贵金属催化剂如IrO2和RuO2等促进析氧反应的发生，但是贵金属含量稀少、获取困难、价格昂贵，大大增加了电解水产氢的成本，非贵金属催化剂如硫化物、过渡金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：30-38份硝酸镍、16-20份4,4-偶氮吡啶、12-20份4,4'-二硫二苯甲酸、22-42份石墨烯、制法包括以及以下实验药品：蒸馏水、N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、稀盐酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：30-38份硝酸镍、16-20份4,4-偶氮吡啶、12-20份4,4'-二硫二苯甲酸、22-42份石墨烯、制法包括以及以下实验药品：蒸馏水、N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、稀盐酸。


2.根据权利要求1所述的一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法，其特征在于：所述硝酸镍为Ni(NO3)2·6H2O。


3.根据权利要求1所述的一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法，其特征在于：所述4,4-偶氮吡啶和4,4'-二硫二苯甲酸均为化学分析纯。


4.根据权利要求1所述的一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法，其特征在于：所述石墨烯为单层石墨烯粉末，片径为0.5-5um，厚度为0.8-1.2nm。


5.根据权利要求2所述的一种基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂及其制法，其特征在于：所述基于MOFs的杂原子掺杂多孔碳的电催化剂制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中搭载回流装置，并通入高纯N2排除空气，然后依次加入适量的蒸馏水和30-38份硝酸镍Ni(NO3)2·6H2O，搅拌至固体溶解，再依次加入N,N-二甲基甲酰胺、16-20份4,4-偶氮吡啶和12-20份4,4'-二硫二苯甲酸，将反应瓶置于油浴锅中，加热至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊洪涛，
申请(专利权)人：熊洪涛，
类型：发明
国别省市：广东;44