一种基于生物质氮掺杂的过渡金属复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于生物质氮掺杂的过渡金属复合材料及其制备方法，该复合材料先将一种谷物外壳经过酸性处理后进行煅烧形成片状碳化硅，加入具有增溶、分散等作用的生物类表面活性剂，通过微波合成法在碳化硅基底上生长镍钴的氢氧化物前驱体。然后将所得的材料外面涂覆多巴胺，在含氮氛围中进行退火处理，最终合成氮掺杂过渡金属复合材料。采用本方法制备的复合材料，能显著提高其在全水解反应过程中阳极、阴极水分解的催化活性、稳定性和催化效率，表现出良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物质氮掺杂的过渡金属复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种基于生物质氮掺杂的过渡金属复合材料的制备方法技术,属于工业催化
的材料制备

技术介绍
随着经济的飞速发展，随之而来的是人类社会可持续发展问题，化石能源的过度消耗问题尤其突出。清洁的能源—氢能，因其易存储、零污染以及高能量转换率等特点，有望成为传统化石能源的替代品。电化学催化水分解反应是一种高效制备可再生氢能的有效手段，该反应主要分为水氧化(OER)和水还原(HER)两个反应过程。当前，钌基化合物和贵金属铂基催化剂分别作为OER和HER反应的最佳催化剂，但是由于贵金属本身存在储量少以及生产成本高的特点，导致其在实际的生产应用中受到很大的限制。因此，设计开发出高活性、高稳定性的非贵金属催化剂成为解决电催化析氢析氧的重要解决办法。在已报道的电极材料中，由于氮化物材料的理论容量较高，因此越来越受到关注。特别是，一种填隙化合物M3N(M＝Fe，Co，Ni)，具有通过理论计算预测的优异电导率，已成为电极材料中具有前景的材料之一。由于出色的导电性，纳米级M3N电极具有很强的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于生物质氮掺杂的过渡金属复合材料，其特征在于，以复合材料的载体质量计，复合材料中C组分质量百分含量为20wt％～30wt％，N组分质量百分含量15wt％～35wt％，Ni组分质量百分含量为4wt％～15wt％，Co组分质量百分含量为2wt％～15wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于生物质氮掺杂的过渡金属复合材料，其特征在于，以复合材料的载体质量计，复合材料中C组分质量百分含量为20wt％～30wt％，N组分质量百分含量15wt％～35wt％，Ni组分质量百分含量为4wt％～15wt％，Co组分质量百分含量为2wt％～15wt％。


2.权利要求1所述基于生物质氮掺杂的过渡金属复合材料的制备方法，其特征在于，先将谷物外壳经过酸性处理后进行煅烧形成片状碳化硅，通过加入具有增溶、分散等作用的生物类表面活性剂，利用微波合成法在碳化硅基底上生长镍钴的氢氧化物前驱体；然后将所得的材料外面涂覆多巴胺，在含氮氛围中进行退火处理，制备得到氮掺杂过渡金属复合材料。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述谷物外壳为稻谷外壳、小麦外壳、小米外壳、花生外壳中的一种或几种外壳的复合。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
步骤a)，将谷物外壳研磨，将所得固体粉末加入酸性溶液处理后除去溶剂，所得产物干燥后在氮气气氛下煅烧制得片状碳化硅；
步骤b)，将步骤a)制得的片状碳化硅、镍盐、钴盐和生物类表面活性剂按物质的量比为1:0.2:0.2:0.2～1:1:1:1溶解到20～50mL有机溶剂中，在100～200℃下微波反应0.5～2h；所得产物经水洗、醇洗后，真空干燥制得碳化硅与双金属氢氧化物复合材料；
步骤c)，将步骤b)制得的碳化硅与双金属氢氧化物复合材料分散于50～200mL的氨基丁三醇溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一卫，王东东，费婷，周钰明，毛春峰，宋幼超，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32