[發(fā)明專利]一種鎳-鋅-鋁/碳纖維復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410305321.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104073840B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晉冠平;包星晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C25B11/06
• 分類號(hào): C25B11/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎳-鋅-鋁/碳纖維復(fù)合材料的制備方法，是由鎳、鋅和鋁三元金屬組成的層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物包覆的、碳纖維復(fù)合材料(CFs-NiZn/Al-LDHs)的制備方法。

二、背景技術(shù)

鎳/鋁層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物(Ni/Al-LDHs)可用作超級(jí)電容器材料(Liu,et?al.Electrochimica?Acta,2004,49,3137-3141；CN103811199A)、吸附劑(H.Zaghouane-Boudiaf,et?al.Chemical?Engineering?Journal,2012,187,142-149)、電催化劑(CN101718738A；CN101140257A；Z.Yin,et?al.Biosensors?and?Bioelectronics,2011,26,1970-1974)、金屬防腐材料(US3434879)等。鋅/鋁層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物(Zn/Al-LDHs)可用作Zn-Ni二次電池材料(X.Fan,et?al.Electrochimica?Acta,2013,92,365-370)、吸附劑(S.Bagherifam,et?al.Applied?Clay?Science,2014,95,119-125)、光催化劑(CN103623829A；E.M.Seftel,et?al,Microporous?and?Mesoporous?Materials,2008,113,296-304)等。研究顯示：鎳、鋅和鋁三元金屬組成的層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物(NiZn/Al-LDHs)結(jié)合了上述兩種LDHs材料的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)間具優(yōu)良的光和電催化性能(H.Yi,et?al.Catalysis?Communications,2011,12,1492-1495；H.Chen,et?al.International?Journal?of?Hydrogen?Energy,2002,27,489-496)，因此發(fā)展該復(fù)合材料的合成技術(shù)具有重要的意義。

電化學(xué)法制備LDHs具有設(shè)備工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)快速的優(yōu)點(diǎn)。在金屬的硝酸鹽溶液中，陰極還原NO₃^-(ClO₄^-)產(chǎn)生OH^-，使M²⁺/M³⁺共沉淀生成LDHs(G.H.A.Therese,et?al.Chemical?Material,2000,12,1195-1204)。但是，由于電化學(xué)制備LDHs時(shí)，其生長(zhǎng)不易被控制，目前僅有電化學(xué)法制備Ni/Al-LDHs(CN103811199A；J.Gong,Biosensors?and?Bioelectronics,2009,25,493-496；H.Liang,Electrochemistry?Communications,2012,20,149-152)和Zn/Al-LDHs(A.Mignani,et?al.Journal?Physical?Chemistry?C,2013,117,16221-16230)的研究報(bào)道。已報(bào)道的制備NiZn/Al-LDHs的方法有：熱分解法(H.Yi,et?al.Catalysis?Communications,2011,12,1492-1495)和共沉淀法(H.Chen,et?al.International?Journal?of?Hydrogen?Energy,2002,27,489-496)，尚沒(méi)有電化學(xué)法制備NiZn/Al-LDHs復(fù)合材料的相關(guān)研究報(bào)道。此外，由于LDHs材料為層狀化合物，尺度在微米級(jí)，實(shí)際應(yīng)用難以回收、分離。基于上述研究報(bào)道，本發(fā)明結(jié)合相關(guān)材料的特點(diǎn)，以導(dǎo)電碳纖維為載體，采用電化學(xué)法，設(shè)計(jì)合成了易于操作、分離和回收的，同時(shí)具有光電催化性能的NiZn/Al-LDHs復(fù)合材料。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種鎳-鋅-鋁/碳纖維復(fù)合材料的制備方法，是由鎳、鋅和鋁三元金屬組成的層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物包覆的碳纖維復(fù)合材料，簡(jiǎn)記為CFs-NiZn/Al-LDHs復(fù)合材料。本發(fā)明CFs-NiZn/Al-LDHs復(fù)合材料具有優(yōu)良的光電催化性能，可直接用做工作電極，用于電催化氧化甲醇和乙醇，也可直接用于光電催化降解氯酚污水。

聚丙烯腈碳纖維(CFs)具有良好的吸附和導(dǎo)電性能，是優(yōu)良的載體和吸附材料(ZL201110202835.1)，同時(shí)CFs便于操作，易于分離，可直接用做電極材料。

本發(fā)明CFs-NiZn/Al-LDHs復(fù)合材料的制備方法如下：