一种碳纳米管电极及其原位生长方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种碳纳米管电极及其原位生长方法和应用，属于无机固体功能材料技术领域。本发明专利技术采用原位负载方法能够在金属催化活性中心与碳纳米管复合的同时实现碳纳米管在电极基底表面的均匀负载，使所制成的碳纳米管具有大的活性表面积；同时本发明专利技术采用过渡金属铁和钴作为金属源，具有潜在的催化性能，可以有效提高金属活性中心与反应底物的接触，因此本发明专利技术制备的碳纳米管电极同时具有优异的电催化氧还原和电催化水氧化性能。将本发明专利技术制备的碳纳米管电极作为空气电极应用于可充放电锌空电池中，表现出良好的放电性能，具有较高的电催化活性和循环稳定性。的电催化活性和循环稳定性。的电催化活性和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管电极及其原位生长方法和应用


[0001]本专利技术涉及无机固体功能材料
，尤其涉及一种碳纳米管电极及其原位生长方法和应用。

技术介绍

[0002]金属空气电池被认为是未来有望替代传统化石能源的一种有效的能源转换与储能装置。金属空气电池的主要挑战是半反应缓慢：表现为放电时氧还原反应(ORR)和充电时水氧化反应(OER)的反应动力学缓慢的问题。解决半反应问题的关键在于高效电催化剂的开发。迄今为止，铂(Pt)、氧化铱(IrO2)和氧化铑(RuO2)等贵金属基电催化剂仍然是最有效的ORR和OER电催化剂。然而，贵金属催化剂由于稀缺性、成本高和稳定性差等问题，很难实际应用于大规模的工业生产中。因此，开发高效、低成本和稳定性好的非贵金属基催化剂十分必要。
[0003]碳基材料具有导电性好、稳定性优异和环境友好等特点，尤其是碳纳米管材料具有独特的中空孔径结构，并且可以作为载体负载多种催化剂(如金属铁(Fe)和金属钴(Co)等)，是理想ORR和OER的电催化材料。然而传统的碳纳米管制备需要电弧放电、激光消融和化学气相沉积等方法，这些方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管电极的原位生长方法，包括以下步骤：将电极基底、金属源和有机溶剂混合，干燥后，得到电极基底复合物；所述金属源包括铁源或钴源；将所述电极基底复合物和碳源混合，进行煅烧，得到碳纳米管电极。2.根据权利要求1所述的原位生长方法，其特征在于，所述电极基底为导电碳纸，所述电极基底的面积为5～20cm2。3.根据权利要求2所述的原位生长方法，其特征在于，所述铁源为乙酰丙酮铁；所述钴源为硝酸钴；所述电极基底的面积与金属源的摩尔量之比为1cm2:(0.1～0.5)mmol。4.根据权利要求1或3所述的原位生长方法，其特征在于，所述金属源的摩尔量与有机溶剂的体积之比为(1～5)mmol:(10～50)mL。5.根据权利要求1所述的原位生长方法，其特征在于，所述干燥的方式为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王寅，刘景海，张梓轩，段莉梅，
申请(专利权)人：内蒙古民族大学，
类型：发明
国别省市：