一种双功能催化剂和基于稀土钆掺杂的双功能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双功能催化剂和基于稀土钆掺杂的双功能催化剂及其制备方法与应用。本发明专利技术先制备得到ZIF‑8；将钴源甲醇溶液与2‑甲基咪唑甲醇溶液同时倒入ZIF‑8甲醇溶液中，搅拌得到ZIF‑8@ZIF‑67；依次将三(羟甲基)氨基甲烷水溶液和盐酸多巴胺水溶液加入到ZIF‑8@ZIF‑67的乙醇水溶液中，搅拌得到ZIF‑8@ZIF‑67@PDA；在保护气体气氛下煅烧，得到Co@NC；将Co@NC和硫源分别放于保护气体流的下游和上游，烧制处理，得到双功能催化剂。将钴源替换为钴源和钆源，得到基于稀土钆掺杂的双功能催化剂。本发明专利技术的两种双功能催化剂用于电催化析氧和氧还原，具有高效的催化活性和良好的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源纳米材料，具体涉及一种双功能催化剂和基于稀土钆掺杂的双功能催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

1、目前世界各国能源结构任然以传统化石燃料为主，但是化石燃料不可再生，并且其燃烧产物二氧化碳的大量排放已经导致严重的环境问题。而环保可再生能源的开发和使用是解决能源危机和环境问题的关键，其中清洁环保的金属空气电池中的锌空气电池的容量和能量密度比目前市场上的主导电池大好几倍，可反复充放电，具有良好的稳定性，安全性更高，成本更低，十分具有发展潜力，但是由于实际使用过程中电池自身结构的能耗和电池内部的电压降，锌空气电池还难以达到理论能量密度和理论电池电压。它的性能主要受到空气阴极氧还原(orr)以及析氧反应(oer)效率的限制，因此需要开发新型、低成本、高效且稳定的双功能电催化剂来加速整个反应的动力学过程。

2、在近几年，多种过渡金属(tm)化合物，已被报道可作为候选电催化剂替代贵金属基催化剂。令人印象深刻的是，过渡金属硫化物(tms)由于其制备工艺简单,高活性和良好的导电性等特点而成为电催化分解水的研究热点。为了进一步提升其在orr和o本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双功能催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锌源为硝酸锌；

3.根据权利要求1所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述钴源为硝酸钴；

4.根据权利要求1所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述煅烧的温度设置为：先加热到150～250℃，升温速率为2～5℃min-1，在相同温度下保温2～5h，再升温到700～900℃，升温速率为2～5℃min-1，保温2～5h；

5.权利要求1～4任一项所述的制备方法制备的双功能催化剂Co...

【技术特征摘要】

1.一种双功能催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锌源为硝酸锌；

3.根据权利要求1所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述钴源为硝酸钴；

4.根据权利要求1所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述煅烧的温度设置为：先加热到150～250℃，升温速率为2～5℃min-1，在相同温度下保温2～5h，再升温到700～900℃，升温速率为2～5℃min-1，保温2～5h；

5.权利要求1～4任一项所述的制备方法制备的双功能催化剂co/cos2@nc。

6.一种基于稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建强，陈琛瑶，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：