一种具有平行阵列结构的镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合电催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种具有平行阵列结构的镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合电催化剂及其制备方法，属于能源材料技术领域。该方法步骤如下：首先制备粒径均匀的Ni

【技术实现步骤摘要】
一种具有平行阵列结构的镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合电催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及能源材料
，具体涉及一种具有平行阵列结构的镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合电催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]全球能源短缺和环境污染问题日益加剧，已经引起社会极为广泛的关注，为了满足人们不断增长的能源需求，寻求可持续、清洁、高效率的新能源生产方式尤为重要。电解水作为一种高效的、无污染的可持续氢的生成途经，被认为是未来最有潜力的可再生能源生产、储存和使用的方法之一。然而，其阳极氧析出反应动力学过程缓慢，反应势垒较大，使得过电位远高于水的理论分解电压，因此开发高效氧析出电催化剂迫在眉睫。目前最有效的氧析出反应催化剂是贵金属催化剂IrO2和RuO2，但是由于其稀缺性、高成本以及较差的电化学稳定性等问题严重阻碍了其大规模商业应用。
[0003]近年来，过渡金属基电催化剂，因其低成本且具有高的本征活性被认为是新一代高性能氧析出电催化材料。其中，包含丰富碳氮配体及高含量过渡金属离子的沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIFs），经高温热解后，能够转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有平行阵列结构的镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合电催化剂的制备方法，步骤如下：（1）Ni
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Co
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ZIF晶体的制备：将Co(CH3COO)2·
4H2O和Ni(CH3COO)2·
4H2O溶于乙醇中，得到Co(CH3COO)2·
4H2O/Ni(CH3COO)2·
4H2O的乙醇溶液；将2
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甲基咪唑溶于乙醇中，得到2
‑
甲基咪唑的乙醇溶液；将Co(CH3COO)2·
4H2O /Ni(CH3COO)2·
4H2O的乙醇溶液与2
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甲基咪唑的乙醇溶液混合，搅拌、油浴、离心、清洗、真空干燥，得到Ni
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Co
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ZIF晶体；（2）Ni
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Co
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ZIF/PVP纤维前驱体的制备：将少量PVP溶于DMF溶液中，加入步骤（1）制得的Ni
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Co
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ZIF晶体，超声分散均匀，再次加入适量PVP并搅拌得到均匀分散的纺丝液；然后对纺丝液进行微流纺丝，制备得到Ni
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Co
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ZIF/PVP纤维前驱体；（3）镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合催化剂的制备：将步骤（2）得到的Ni
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Co
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ZIF/PVP纤维前驱体置于马弗炉中预氧化，然后在氩气气氛的管式炉中高温碳化，得到具有平行阵列结构的镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合电催化剂。2.根据权利要求1所述的具有平行阵列结构的镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）、步骤（2）、步骤（3）中Ni
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Co
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ZIF还可以是Zn
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Ni
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Co
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ZIF。3.根据权利要求1所述的具有平行阵列结构的镍钴氮共掺杂碳/碳纤维复合电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述搅拌时间为1~6 h，油浴温度为60~80℃，油浴时间为5~8h，所述离心清洗试剂为无水乙醇及DMF，所述Co(CH3COO)2·
4H2O和Ni(CH3COO)2·
4H2O的物质的量之比为（1:2）~（2:1）。4.根据权利要求1所述的具有平行阵列结构的镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艺阁，李婷，张鹏，王晴，赵梦瑶，邵国胜，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：