一种Fe/Cu/N掺杂多孔碳纳米管的制备方法及其在电催化氧还原反应中的应用技术

本发明专利技术公开了一种Fe/Cu/N掺杂多孔碳纳米管的制备方法及其在电催化氧还原反应中的应用，是将H3BTC和PAN的电纺纤维在锌、铜和铁的三金属盐溶液中浸泡后，再刻蚀掉聚丙烯腈，所得Zn@Fe@Cu

【技术实现步骤摘要】
一种Fe/Cu/N掺杂多孔碳纳米管的制备方法及其在电催化氧还原反应中的应用


[0001]本专利技术属于功能纳米材料
，具体涉及一种Fe/Cu/N掺杂多孔碳纳米管的制备方法及其在电催化氧还原反应中的应用。

技术介绍

[0002]由于日益严重的环境问题和全球能源需求的快速增长，开发新的清洁能源设备被视为缓解能源危机和环境污染的有效策略。其中，燃料电池和金属空气电池已成为热门话题，尽管铂基金属(PGM)催化剂对电催化氧还原反应(ORR)表现出显著的催化性能，但其高成本严重限制了大规模商业化。因此，开发高效、长效、低成本的ORR催化剂对于降低燃料电池的铂负载和实际应用具有重要意义。
[0003]金属有机骨架(MOFs)是一种超高孔隙率和极高表面积的晶体材料，其作为电化学器件的各种可控结构纳米材料源得到了广泛的发展。MOFs不仅与由有机配体桥接的金属节点结合以提供催化所需的过渡金属(TM)、碳和杂原子，而且还具有受控的周期性，是制备用于ORR工艺的高效M
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N
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C催化剂的重要前体。近年来，Zn
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe/Cu/N掺杂多孔碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、使用N,N
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二甲基甲酰胺DMF作为溶剂，加入均苯三甲酸H3BTC和聚丙烯腈PAN，磁力搅拌至溶解，获得静电纺丝溶液；将所述静电纺丝溶液通过静电纺丝制成PAN/H3BTC纳米纤维薄膜；将所述PAN/H3BTC纳米纤维薄膜浸入乙醇溶解的六水合硝酸锌Zn(NO3)2·
6H2O、三水合硝酸铜Cu(NO3)2·
3H2O和乙酰丙酮铁Fe(acac)3的三金属盐溶液中，密封，放入烘箱中静置，然后取出所得产物并用乙醇洗涤，再真空干燥，获得PAN/Zn@Fe@Cu
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BTC纤维薄膜；步骤2、将所述PAN/Zn@Fe@Cu
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BTC纤维薄膜置于N,N
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二甲基甲酰胺中浸泡，以刻蚀掉聚丙烯腈，然后用乙醇洗涤、离心分离后冷冻干燥，得到Zn@Fe@Cu
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BTC纳米管；步骤3、将所述Zn@Fe@Cu
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BTC纳米管放置于石英管下风口，将二氰二胺DCDA放置在上风口，随后转移至纳博热高温焙烧炉中，在惰性气氛下高温退火，获得Fe/Cu/N掺杂多孔碳纳米管。2.根据权利要求1所述的制备方法：其特征在于：步骤1中，DMF、H3BTC与PAN的质量比为13～16...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传玲，王锐，赵康康，武举，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：