一种氮掺杂MXene负载酞菁钴复合材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术为一种氮掺杂MXene负载酞菁钴复合材料的制备方法和应用。该方法首先通过氢氟酸溶液化学刻蚀Ti3AlC2制备表面吸附F端基的MXene(即Ti3C2F2)，再选择尿素作为氮掺杂剂，通过一步水热法将氮元素负载到MXene上，然后将酞菁钴和氮掺杂的MXene结合制成催化剂。本发明专利技术将其应用于ORR中，得到的催化材料具有良好的氧还原催化活性，应用前景广阔。应用前景广阔。应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂MXene负载酞菁钴复合材料的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于MXene复合材料
，尤其涉及氮掺杂MXene功能化复合材料，更具体的涉及一种氮掺杂MXene负载酞菁钴复合材料的制备方法和用于氧气还原反应的应用。

技术介绍

[0002]随着全球能源危机的到来以及化石燃料燃烧引起的环境污染与温室效应的愈发严重，开发清洁能源迫在眉睫。人们越来越关注可持续能源的储存与转换，而燃料电池作为目前最有前途的清洁能源转换器之一具有很高的研究价值。在燃料电池中，燃料在阳极被氧化，释放的电子通过外部电路转移到阴极，而在阴极氧气则被还原。但是由于氧气还原反应为四电子反应，其动力学非常缓慢，极大地限制了燃料电池的能量输出效率。所以ORR对于燃料电池来说是一个非常重要的反应。众所周知，目前最好的ORR催化剂是Pt基类催化剂。虽然铂基类催化剂具有最突出的催化活性，但是其不但稳定性较差而且铂金稀缺、储量较少、价格昂贵。因此开发一种高效的高稳定性的非铂基类催化剂是很有必要的。
[0003]近年来，二维纳米材料因其超薄的厚度、较大的表面积和较高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂MXene负载酞菁钴复合材料的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：第一步，采用化学刻蚀将Ti3AlC2刻蚀成表面吸附F端基的MXene：将Ti3AlC2粉末加入到HF溶液中，在25
‑
45℃下搅拌12
‑
48小时，用去离子水离心洗涤，过滤干燥12
‑
24小时，得到MXene；其中，每10
‑
20mlHF溶液加入1
‑
3gTi3AlC2；第二歩，采用一步水热法将氮元素负载到MXene上：将尿素溶于去离子水中，加入MXene，搅拌溶液混合后，倒入聚四氟乙烯高压反应釜中，在150
‑
200℃下保持8
‑
32小时；反应结束后，洗涤、过滤、干燥，得到氮掺杂的MXene；其中，每5ml水中加入2
‑
3g尿素、0.005
‑
0.01gMXene...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文林，何婷婷，杨德新，刘仕萌，余文杰，段艳菊，于丰收，李春利，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：