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一种CuCoMn多级结构电解水催化材料及其制备方法技术

技术编号:26153853 阅读:23 留言:0更新日期:2020-10-31 12:00
本发明专利技术公开了一种CuCoMn多级结构电解水催化材料及其制备方法,属于复合材料制备领域。本发明专利技术电解水催化材料的多级结构包括一维碳纳米纤维、原位生长的碳纳米管和金属纳米微粒,利用多级结构可以大大地提高了催化剂在催化过程中的传质能力和电子迁移率,有利于电解液的扩散和气体的脱附,在酸性条件下同时具有十分优异的催化析氢和析氧性能,且析氢速率与商业Pt/C相当,析氧速率远优于商业Pt/C,具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种CuCoMn多级结构电解水催化材料及其制备方法
本专利技术具体涉及一种CuCoMn多级结构电解水催化材料及其制备方法,属于复合材料制备领域。
技术介绍
近年来,由于人口的持续增长引起了能源的快速消耗,此外化石燃料的使用带来的环境污染问题日益严重,人们迫切地希望开发出更多的环境友好型能源。据研究表明,单位质量的氢气燃烧产生的能量高达汽油的2.5倍以上,并且水是氢气燃烧的唯一产物,因此氢气被证明是理想的能源载体。电催化水解技术因产物纯净、转化效率高、设备简单等而备受关注。室温下水分解的理论电压为1.23V,但是催化反应易受到温度、电解液以及电极材料等的影响,实际所需要的电压往往高于1.23V,过电压的存在会造成过多的能耗。高效的催化剂可以降低反应能垒,加速电催化水解过程。目前,Pt和Ir、Ru的氧化物分别是析氢反应和析氧反应最高效的电催化剂,然而,这些贵金属催化剂不仅价格高昂而且含量稀缺,这大大限制了其商业化应用。此外,为降低整个电解水系统的复杂性和成本,在同一电解液中开发出用于催化析氢反应和析氧反应的高效的双功能催化剂是有较大的市场需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备CuCoMn多级结构电解水催化材料的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:/n(1)将铜盐、钴盐、锰盐和纳米纤维前驱体分散于有机溶剂中,配置得到纺丝液;然后通过静电纺丝,制得纳米纤维膜;/n(2)将步骤(1)所得纳米纤维膜进行煅烧预氧化,然后加入氮源进行煅烧碳化,即得多级结构电解水催化材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备CuCoMn多级结构电解水催化材料的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将铜盐、钴盐、锰盐和纳米纤维前驱体分散于有机溶剂中,配置得到纺丝液;然后通过静电纺丝,制得纳米纤维膜;
(2)将步骤(1)所得纳米纤维膜进行煅烧预氧化,然后加入氮源进行煅烧碳化,即得多级结构电解水催化材料。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述的纳米纤维前驱体为聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述的纺丝液中铜盐、钴盐和锰盐的质量比为1:(0.5-2):(0.5-2)。


4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述的纺丝液中铜盐、钴盐和锰盐的总质量浓度为1.5%~4.5%。


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【专利技术属性】
技术研发人员:孙舒慧杜明亮朱罕陆双龙祝振锋
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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