一种三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料及其制备方法和催化剂应用技术

本发明专利技术公开了一种三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料及其制备方法和催化剂应用，所述方法包括如下步骤：S1：将碳布浸泡于酸性溶液中进行预处理；S2：将PS微球分散在水中，超声均匀后滴加到碳布上，干燥；S3：将高锰酸钾、碳粉均匀分散在水中，将S2的碳布浸入其中，进行密闭反应后干燥得到样品；S4：将PS微球分散在水中，超声均匀后滴加到S3的样品上，干燥；S5：将硝酸铁水合物、硝酸镍水合物、尿素和氟化铵溶于水中，将S4的碳布浸入其中，进行密闭反应；S6：将S5中干燥样品煅烧得到三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料。本发明专利技术优点是具有更佳的ORR和OER性能和良好的电化学性能，在电化学领域具有巨大的应用潜力和工业价值。

【技术实现步骤摘要】
一种三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料及其制备方法和催化剂应用
本专利技术涉及一种金属氧化物材料，具体是指一种三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料及其制备方法和催化剂应用。
技术介绍
随着社会和经济的发展，能源和环境问题日益突出，全世界对能源需求日益增加。锌-空气燃料电池因能量密度高、价格低廉、安全可靠、对环境的污染较小等优点而受到广泛关注，是最具有商业化前景的下一代电池技术之一。然而，空气电极作为锌-空气电池最重要的部件，其氧还原和氧析出反应由于其反应动力学较慢，通常存在过电势过大以及多次循环后活性衰减等问题，阻碍了其商业化进程。为了满足空气电极在室温条件下进行析氧反应(OER)和氧气还原反应(ORR)的电化学反应，需要使用催化剂降低氧化还原反应的能垒，减小反应过程极化，提高充电/放电过程的电流密度。目前研究开发的电催化剂主要有：贵金属催化剂、碳基催化剂、过渡金属(氧化物)催化剂。氧气还原反应中虽然贵金属铂和铱具有较好的催化活性和稳定性，但是由于其成本高昂，并且在全电池中需要较高载量方能展现耐久性。碳材料催化剂是一种非贵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：/nS1:将碳布浸泡于酸性溶液中进行预处理；/nS2:将一定尺寸的聚苯乙烯微球分散在水中，超声均匀后滴加于步骤S1预处理的碳布上，干燥；/nS3:将高锰酸钾、碳粉均匀分散于水中，将经S2处理的碳布浸入其中，在高温高压下进行密闭反应后干燥得到第一中间物；/nS4:将一定尺寸的聚苯乙烯微球分散在水中，超声均匀后滴加到所述的第一中间物上，干燥得到第二中间物；/nS5:将硝酸铁水合物、硝酸镍水合物、尿素和氟化铵混合溶于水中，将所述的第二中间物浸入其中，在高温高压下进行密闭反应，完成后取出干燥得到第三中间物；/nS6:将所述...

【技术特征摘要】
1.一种三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：
S1:将碳布浸泡于酸性溶液中进行预处理；
S2:将一定尺寸的聚苯乙烯微球分散在水中，超声均匀后滴加于步骤S1预处理的碳布上，干燥；
S3:将高锰酸钾、碳粉均匀分散于水中，将经S2处理的碳布浸入其中，在高温高压下进行密闭反应后干燥得到第一中间物；
S4:将一定尺寸的聚苯乙烯微球分散在水中，超声均匀后滴加到所述的第一中间物上，干燥得到第二中间物；
S5:将硝酸铁水合物、硝酸镍水合物、尿素和氟化铵混合溶于水中，将所述的第二中间物浸入其中，在高温高压下进行密闭反应，完成后取出干燥得到第三中间物；
S6:将所述的第三中间物在惰性气体保护下高温预处理再煅烧得到三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料。


2.根据权利要求1所述的一种三维有序大孔过渡金属氧化物材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤S2和S4中所采用的聚苯乙烯微球的尺寸为50-150nm。


3.根据权利要求1所述的一种三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤S5中，所述硝酸镍水合物和硝酸铁水合物的摩尔比为1:1-10，氟化铵和尿素的摩尔比为1:1-6。


4.根据权利要求1所述的一种三维有序大孔过渡金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王舜，俞同文，陈忠伟，李文艳，金辉乐，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33