一种棉碳布/氮掺杂纳米碳/碳纳米管柔性一体化电极及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种棉碳布/氮掺杂纳米碳/碳纳米管柔性一体化电极及制备方法和应用。所述电极由棉碳布基底、原位合成的氮掺杂纳米碳和碳纳米管构成，通过将含有尿素和碳纳米管的棉布在惰性气氛中煅烧得到；所述棉碳布基底为交织的柔性三维结构，纤维直径为5～20μm；所述氮掺杂纳米碳为带状石墨碳，呈现网状交联结构；所述碳纳米管管径为5～10nm，最终被网状的氮掺杂纳米碳均匀且牢固地“粘”在棉碳布基底纤维上。本发明专利技术的电极具有良好的导电传输界面和丰富的活性位点，用作液态和柔性可充电锌

【技术实现步骤摘要】
一种棉碳布/氮掺杂纳米碳/碳纳米管柔性一体化电极及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电催化材料
，具体涉及一种棉碳布/氮掺杂纳米碳/碳纳米管柔性一体化电极材料及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锌
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空气电池由于具有较高的理论能量密度、环境友好性、高安全性以及低成本，从而被认为是极具潜力的下一代储能电源。在实际使用情况下，高能量密度的锌
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空气电池由于具有安全的水体系和小尺寸灵活性等特点，可以在较低程度牺牲电化学性能的前提下适应一些机械形变，在柔性可充电储能器件中具有更广阔的应用前景。研究表明，空气正极的催化活性和结构问题都是影响柔性锌
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空气电池能量效率和循环寿命的主要因素，因此设计具有良好导电性和机械稳定性的一体化电极是影响柔性锌
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空气电池发展的关键。
[0003]针对现有的商业化粉末状催化剂，目前报道的制备柔性电极的方法主要是通过物理方法，采用Nafion和PTFE等聚合物作为粘结剂，乙炔黑和炭黑等碳材料作为导电剂，将粉体催化剂制作成浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棉碳布/氮掺杂纳米碳/碳纳米管柔性一体化电极，其特征在于，由柔性的棉碳布基底、原位合成的氮掺杂纳米碳和碳纳米管构成；所述氮掺杂纳米碳为煅烧过程中由尿素前驱体碳化得到的，呈轻薄的网状交联结构；所述柔性的棉碳布基底为煅烧过程中由棉布前驱体碳化得到，呈现交织的三维结构，纤维直径为5～20μm；所述碳纳米管管径为5～10nm，最终被网状的氮掺杂纳米碳均匀且牢固地“粘”在棉碳布基底的纤维上，通过将含有尿素和碳纳米管的棉布在惰性气氛中高温煅烧得到。2.一种根据权利要求1所述的棉碳布/氮掺杂纳米碳/碳纳米管柔性一体化电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照质量比碳纳米管：尿素为1：(75～600)g/g，将碳纳米管和尿素分散于去离子水中，充分搅拌混合均匀；再将棉布放入该混合溶液中，在室温下浸泡60～180min，实现碳纳米管在棉布的有效自组装结合；然后，转移至烘箱中干燥，干燥温度为40～60℃，烘干后得到含有尿素和碳纳米管的棉布(CC+urea+CNT)前驱体片；(2)将步骤(1)制得的CC+urea+CNT前驱体片在惰性气氛中煅烧，煅烧工艺为：以3～10℃/min的速率从室温升至800～1100℃，保温1～3h，自然冷却，获得棉碳布/氮掺杂纳米碳/碳纳米管(CCC
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NC

【专利技术属性】
技术研发人员：郑祥俊，钱宇航，张俊豪，史文花，毛晨，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：