铁改性的自组装花球结构的钴铁氧化物及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开一种铁改性的自组装花球结构的钴铁氧化物及其制备与应用；由电沉积‑煅烧简单的两步法制备，经分析可知，该材料为纳米片堆积而成花球状组织，粒径约为200‑700nm。所制得的钴铁氧化物催化剂柔性好、电导率高、导电性强、三相界面转移效率高、催化活性高，稳定性好。三价铁元素的引入，与四氧化三钴形成钴铁氧化物，使局部组织由片状向球状转变。铁与钴的相互作用，使四氧化三钴的电子云发生变化。二者之间的协同效应，增强了材料的活性，带来了催化性能的提高；以碳材料为载体提高了催化剂的柔性，增加了三相反应界面，提高了活性面积，充分发挥材料的本征活性。本发明专利技术所需设备较简单、操作方便、条件可控、可重复性高，比较适合宏量制备。

【技术实现步骤摘要】
铁改性的自组装花球结构的钴铁氧化物及其制备与应用
本专利技术属于纳米催化剂
，涉及一种高效、廉价电催化氧析出反应的纳米催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种铁改性的自组装花球结构的(一体式)钴铁氧化物及其制备与应用。
技术介绍
随着社会进度和人民生活水平的提高，能源和环境成为新时代的两大重要议题。可充式金属空气电池和电解水作为新能源领域中备受关注的两种体系，同时存在氧析出反应过电位过大的问题，并且动力学缓慢、反应过程中耗能大，带来能源的浪费。目前，提高反应效率的主流手段是加入催化剂。催化剂的加入不仅可以降低氧气析出的过电位，还可加快反应动力学，大幅提升气体析出速率和产量。目前，贵金属氧化物(IrO2,RuO2)是析氧反应(Oxygenevolutionreaction)最好的商用催化剂，但高昂的价格限制了贵金属材料的大范围使用。因此，研究发展低成本、高催化活性、稳定性好、工艺相对简单的非贵金属氧催化材料具有极其重要的科学意义和实用价值。在众多非贵金属催化剂中，过渡金属钴基氧化物因其成本低、资源丰富、活性较高等点而有望于成为贵金属氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钴铁氧化物，其特征在于，所述钴铁氧化物为铁改性的自组装花球结构的钴铁氧化物，花球为纳米片构成，直径范围为200-700nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种钴铁氧化物，其特征在于，所述钴铁氧化物为铁改性的自组装花球结构的钴铁氧化物，花球为纳米片构成，直径范围为200-700nm。


2.根据权利要求1所述的钴铁氧化物，其特征在于，所述钴铁氧化物以电沉积-煅烧的方法快速制备而成，溶质为钴盐和铁盐，载体为三维网状结构导电材料。


3.一种根据权利要求1所述的钴铁氧化物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1)将钴盐、铁盐与去离子水配置成混合溶液；所述混合溶液中硝酸钴的浓度为10-80mM，硫酸铁的浓度为10-80mM，Co离子与Fe离子的摩尔比为4:1-1:3；
2)在5～35℃下通过搅拌进行溶解；
3)在5～35℃下，通过三电极体系进行电沉积，制备前驱体；
4)将制得的前驱体洗净、烘干后进行热处理，即得。


4.根据权利要求3所述的钴铁氧化物的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述钴盐包括硝酸钴、硫酸钴、氯化钴；所述铁盐包括硫酸铁、硝酸铁、氯化铁。


5.根据权利要求3所述的钴铁氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓鹏，刘培远，胡文彬，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12