一种氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维的析氢材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及电解水技术领域，且公开了一种氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维的析氢材料，聚丙烯腈与乙醇胺反应，得到噁唑啉化聚丙烯腈，再与二苯基磷酸反应，得到含磷聚丙烯腈，经过纺丝、活化、预氧化、碳化，得到氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维的析氢材料，多孔中空碳纤维具有超高的比表面积，有利于暴露更多的催化活性位点，氮掺杂提高多孔中空碳纤维的导电性，P原子半径较大，掺杂后引入丰富的介孔结构，进一步增大比表面积，加速表面电子逸出，从而进一步增强多孔中空碳纤维的导电性，且P掺杂提高了多孔中空碳纤维中石墨氮和吡啶氮的含量，使得氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维具有优异的析氢性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维的析氢材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及电解水
，具体为一种氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维的析氢材料及制备方法。

技术介绍

[0002]环境污染和能源危机是摆在人类面前的两大难题，开发氢能、太阳能等新能源技术，可以缓解这两个问题，氢气具有零碳排放、较高的能量密度等优点，而开发利用氢能需要做到高效、环保，在诸多的制氢方法中，电化学析氢具有很大的应用潜力，目前大多采用金属铂作为催化剂，但是其储量有限、成本较高，限制了其应用范围，因此，需要开发出一种新的低成本、高效率的析氢催化剂。
[0003]过渡金属氧化物、硫化物等可以作为析氢催化剂，虽然催化性能较好，但是容易被酸腐蚀、被氧化，限制了应用，碳具有来源广、廉价、稳定性好等优点，多孔碳具有可控的多孔结构、较高的比表面积、良好的导电性和化学稳定性，增大与电解液的接触面积，加速反应物的传输，提高电极的电子传导率，在析氢催化剂的应用上具有广阔的前景，同时，元素掺杂可以进一步提高多孔碳的比表面积和导电性，因此，我们采用氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维的方式来解决上述问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维的析氢材料，其特征在于：所述氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维的析氢材料制备方法如下：(1)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入乙醇胺、催化剂乙酸锌、聚丙烯腈，在80-100℃下搅拌反应1-2h，过滤，洗涤并干燥，得到噁唑啉化聚丙烯腈；(2)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入催化剂乙酸锌、二苯基磷酸、噁唑啉化聚丙烯腈，在60-80℃下搅拌反应1-3h，过滤，洗涤并干燥，得到含磷聚丙烯腈；(3)向去离子水中加入碱木质素、含磷聚丙烯腈，搅拌均匀，采用湿法纺丝，将得到的纺丝液通过针头挤出，置于体积比为20-30:100的二甲基亚砜和去离子水混合溶液中进行凝固浴处理，得到复合纤维，在40-60℃下水洗10-20h，干燥，得到含磷聚丙烯腈中空纤维；(4)向去离子水中加入氯化锌、含磷聚丙烯腈中空纤维，搅拌12-36h，干燥，置于管式炉中，预氧化处理和碳化处理，产物置于稀盐酸中除去氯化锌，离心并干燥，得到氮、磷共掺杂多孔中空碳纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘史保，
申请(专利权)人：广州睿喑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：