用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法技术

本发明专利技术属于电极材料技术领域，尤其涉及一种用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法，至少包括如下步骤：将催化剂前驱体以及两种纳米碳溶解到有机溶剂中，经分散后，烘干得到混合粉末，形成前驱体‑纳米碳复合材料；采用程序升温热解法或微波辐照法得到金属‑双纳米碳复合催化材料；向催化材料中加入粘结剂和混溶剂并均匀分散后得到催化剂‑粘结剂混合浆料，采用涂布的方法将该混合浆料涂布于导电基底材料中，干燥后得到阴极。相对于现有技术，本发明专利技术所制备的催化剂具有良好的超低溶解氧响应能力，在低溶解氧含量的天然海水环境下表现出优于商用铂碳催化剂的良好响应性和稳定性，保持较好的催化性能，具有高的溶解氧利用效率。

【技术实现步骤摘要】
用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法
本专利技术属于电极材料
，尤其涉及一种用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法。
技术介绍
海洋经济的巨大潜力和海洋研究的不断深入推动海洋能源供电系统持续向前发展。为了在海洋长期作业中为仪器、设备等提供足够的能量，发展海洋电力供应系统成为一项重要的能源发展战略。现有的海洋电力供应技术主要有联网型供电系统以及离网型供电系统两种：前者是通过海底电缆结合海底基站构建大规模联网电力输送网，其优点在于能够持续稳定供电，但是其高昂的造价以及维护费用限制其实际应用，且对于开展远岸研究或者海岛供电等长距离电缆送电会导致较大的电能损耗；后者则是利用天然可再生能源(如太阳能、风能、潮汐能、化学能等)转化为电能实现电力供应，真正做到因地制宜，绿色环保。但是太阳能、风能、潮汐能等天然能源受到客观水文地质条件或者气候条件的诸多限制，在中层、深层海水中无法利用。针对这些问题，国内外的研究工作者们聚焦海洋中最丰富的能源——海水化学能，开发利用海水充当电解质构建电化学能源转化装置——海水电池。与许多海水能量采集装置(如盐差电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法，其特征在于：至少包括如下步骤：/n(1)将催化剂前驱体以及两种纳米碳溶解到有机溶剂中，经分散后，烘干得到混合粉末，形成前驱体-纳米碳复合材料；/n(2)采用程序升温热解法或微波辐照法对前驱体-纳米碳复合材料实现前驱体的热解还原、催化中心的生成和负载以及纳米碳材料间的复合过程，得到金属-双纳米碳复合催化材料；/n(3)向步骤(2)所得催化材料中加入粘结剂和混溶剂并均匀分散后得到催化剂-粘结剂混合浆料，采用涂布的方法将该混合浆料涂布于导电基底材料中，干燥后得到阴极。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法，其特征在于：至少包括如下步骤：
(1)将催化剂前驱体以及两种纳米碳溶解到有机溶剂中，经分散后，烘干得到混合粉末，形成前驱体-纳米碳复合材料；
(2)采用程序升温热解法或微波辐照法对前驱体-纳米碳复合材料实现前驱体的热解还原、催化中心的生成和负载以及纳米碳材料间的复合过程，得到金属-双纳米碳复合催化材料；
(3)向步骤(2)所得催化材料中加入粘结剂和混溶剂并均匀分散后得到催化剂-粘结剂混合浆料，采用涂布的方法将该混合浆料涂布于导电基底材料中，干燥后得到阴极。


2.根据权利要求1所述的用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述催化剂前驱体为Fe、Co、Ni的酞菁类、卟啉类有机大环化合物中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述两种纳米碳为石墨烯类、碳纳米管类和活性炭类中的两种碳材料的复合物。


4.根据权利要求3所述的用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯类包括石墨烯、氧化石墨烯、氨化石墨烯、还原氧化石墨烯的一种；所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管、石墨化碳纳米管中的一种；所述活性炭类包括煤质活性炭、木质活性炭和合成材料活性炭中的一种。


5.根据权利要求1所述的用于氧还原反应的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)中的一种；分散方法为机械搅拌、磁力搅拌、超声分散中的一种；烘干方法为旋蒸法、搅拌加热烘干、冷冻干燥法中的一种。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辰，孟蓉炜，凌国维，陆子洋，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12