一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法技术

本发明专利技术属于海洋化学电源技术领域，涉及一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法，采用可规模化生产的多步电沉积方法，制备具有高稳定性和高催化活性的多层级PPy@PtNi复合氧还原阴极，首先，对碳纤维布进行高温酸性刻蚀预处理，提高碳纤维布的表面活性，然后，通过多部电沉积反应，先得到核壳包覆结构的CC@PPy复合材料，再得到多层级核壳包覆结构的CC@PPy@PtNi复合材料；多层级复合氧还原阴极材料制备方法简便、工艺条件易控制，多层级复合氧还原阴极材料比表面积大、氧还原催化活性高、稳定性好，能够改善海水电池长期运行稳定性，有效提高海水电池的放电稳定性，延长海水电池稳定放电时间，也可用作氢氧燃料电池、金属

【技术实现步骤摘要】
一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法

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[0001]本专利技术属于海洋化学电源应用领域，具体涉及一种用于海水溶解氧电池的编织型碳纤维布(CC)基体的聚吡咯@铂镍(PPy@PtNi)多层级结构的复合氧还原阴极材料制备方法。

技术介绍
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[0002]目前，应用于海洋小型装备的海水电池包括金属(Al、Mg等)
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溶解氧海水电池、Al
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H2O2半燃料电池、Zn
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AgO海水电池、Al
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AgO海水电池、Mg
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AgCl海水电池、Mg
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CuCl海水电池等，其中，金属
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溶解氧海水电池以海水中的溶解氧作为阴极氧还原反应物，不需要携带额外燃料，不消耗阴极材料，具有比能量较高、低温性能好和稳定工作时间长等优点。
[0003]然而，在海洋环境下，随着深度增加溶解氧浓度降低，现有技术中使用的海水电池阴极材料存在活性低、性能衰减快等问题，无法满足海洋装备长期运行的供电需求，特别是深海仪器设备的超长周期稳定运行的电力需求。针对此，人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法，具体工艺过程包括预处理碳纤维布、制备碳纤维布@PPy复合材料和制备碳纤维布@PPy@PtNi复合材料共三个步骤，其特征在于，。(1)预处理碳纤维布首先，将碳纤维布裁剪成设定的尺寸，置于由浓硫酸与浓硝酸组成的混合溶液中；然后，酸洗刻蚀，采用去离子水、无水乙醇和丙酮超声清洗；最后，烘干，得到碳纤维布基体；(2)制备碳纤维布@PPy复合材料首先，配制电解液，并调节电解液的pH值，搅拌；然后，将碳纤维布基体置于电解液中，以钛网为双阴极，碳纤维布基体为单阳极，进行电沉积反应，得到碳纤维布@PPy复合材料；(3)制备碳纤维布@PPy@PtNi复合材料首先，配制铂镍电沉积反应液，并调节铂镍电沉积反应液的pH值；然后，将碳纤维布@PPy复合材料置于铂镍电沉积反应液中，以钛网为双阳极，碳纤维布@PPy复合材料为单阴极，进行电沉积反应，得到碳纤维布@PPy@PtNi复合材料。2.根据权利要求1所述的一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中的酸洗刻蚀在水热/水浴条件下进行；步骤(2)中的电解液的主要成分包括氯化钠、硫酸和吡咯；步骤(3)中的铂镍电沉积反应液的主要成分包括氯铂酸、金属镍盐和支持电解质。3.根据权利要求1所述的一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中的碳纤维布的电阻率＜5mΩ
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cm2，厚度为0.3
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0.4mm，尺寸为2*2
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15*15cm2。4.根据权利要求1所述的一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中的混合溶液中的浓硫酸和浓硝酸的质量百分比浓度分别为95
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98％和65
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68％，二者的体积比为0.5
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5。5.根据权利要求1所述的一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中的去离子水、无水乙醇和丙酮超声清洗的时间分别为60
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120min、20
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30min和20
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30min；烘干的温度为60
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100℃，时间＞2h。6.根据权利要求1所述的一种多层级复合氧还原阴极材料制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段体岗，张恒宇，彭文山，马力，辛永磊，张海兵，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：