一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法与应用，所述制备方法为：以硝酸镉，硫脲，聚乙烯吡咯烷酮为反应原料，乙二醇为溶剂，合成CdS纳米球，加入聚丙烯腈进行静电纺丝，获得CdS‑PAN纳米纤维；以CdS‑PAN纳米纤维为模板，加入2‑甲基咪唑和不同比例硝酸钴、硝酸铜，去离子水为溶剂，室温陈化，得到CuCo‑ZIFs@CdS‑PAN纳米纤维，最后高温煅烧。本发明专利技术方法所制备得到的CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料，具有产品成本低，易控制，均匀性高以及产品重复性好等特点，可用于可充电锌空电池以及一体化柔性锌空电池，具有良好的锌空电池性能，高功率密度和较好的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法与应用
本专利技术涉及柔性锌空电池空气电极催化剂
，特别是涉及一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法与应用。
技术介绍
能源、环境与人类生活息息相关，清洁可再生能源技术的大力发展是解决全球气候变暖、环境污染以及资源短缺等问题的关键所在，更是加快我国实现节能减排、产业转型的重要战略。其中，锌空电池由于能量密度高、成本低、使用范围广以及安全可靠等优点，符合当前社会对新能源技术发展需求，被视为是二十一世纪最有效的能源设备之一，有望实现在固定式能量站、新能源运输方式以及可穿戴柔性设备等领域的广泛应用。锌空电池(zinc-airbatteries)，是以金属锌为负极、氧气为正极活性物质的金属空气电池，锌空电池的负极金属锌廉价易得、放电产物氧化锌可完全回收，且其正极空气无成本且可无限供应，因此其成本远低于锂离子电池产品。锌空电池的电流密度较低，更加适用于能量密度需求高、功率要求低的产品，如作为助听器电源、紧急照明装置等。近年来，出现可折叠显示器、电子皮肤、植入式医疗器件等，代表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)制备CdS纳米球：以硝酸镉、硫脲、聚乙烯吡咯烷酮为反应原料，乙二醇为溶剂，制备CdS纳米球；/n(2)制备CdS-PAN纳米纤维：在步骤(1)制备的CdS纳米球中加入聚丙烯腈进行静电纺丝，制备CdS-PAN纳米纤维；/n(3)制备CuCo-ZIFs@CdS-PAN纳米纤维：以所述CdS-PAN纳米纤维为模板，加入2-甲基咪唑和硝酸盐，加入溶剂，室温陈化，得到CuCo-ZIFs@CdS-PAN纳米纤维；/n(4)制备CoS/CuS-N-C纳米纤维：煅烧CuCo-ZIFs@CdS-PAN纳米纤维得到CoS/C...

【技术特征摘要】
1.一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备CdS纳米球：以硝酸镉、硫脲、聚乙烯吡咯烷酮为反应原料，乙二醇为溶剂，制备CdS纳米球；
(2)制备CdS-PAN纳米纤维：在步骤(1)制备的CdS纳米球中加入聚丙烯腈进行静电纺丝，制备CdS-PAN纳米纤维；
(3)制备CuCo-ZIFs@CdS-PAN纳米纤维：以所述CdS-PAN纳米纤维为模板，加入2-甲基咪唑和硝酸盐，加入溶剂，室温陈化，得到CuCo-ZIFs@CdS-PAN纳米纤维；
(4)制备CoS/CuS-N-C纳米纤维：煅烧CuCo-ZIFs@CdS-PAN纳米纤维得到CoS/CuS-N-C纳米纤维，即为CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料。


2.根据权利要求1所述的一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)制备CdS纳米球的制备方法具体包括以下步骤：取硝酸镉、硫脲、聚乙烯吡咯烷酮加入到乙二醇中混合，并超声处理直至均匀，得到混合溶液，将上述混合溶液转移至反应釜中，经120～160℃，反应2～6h，待自然冷却至室温后打开反应釜，用去离子水和无水乙醇洗涤离心，真空烘箱干燥。


3.根据权利要求2所述的一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中硝酸镉、硫脲、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为4：1：1.44。


4.根据权利要求1所述的一种CoS/CuS复合氮掺杂碳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)制备CdS-PAN纳米纤维的制备方法具体包括以下步骤：将聚丙烯腈和步骤(1)得到的CdS纳米球分散于5mL的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜磊，徐竹莹，胡勇，沈峻岭，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33