[發明專利]表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610254500.7
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105789637B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 謝健;屠芳芳;曹燦;唐之初;曹高劭;趙新兵
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 馬士林

1.一種表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將六水合硝酸鋅、六亞甲基四胺溶于去離子水，再加入氨水，攪拌均勻后得到混合溶液；

所述六亞甲基四胺和六水合硝酸鋅的摩爾比為0.5～2.0；

所述氨水與去離子水的體積比為0.03～0.1；

所述混合溶液中Zn²⁺濃度為0.01～0.05mol/L；

2)將泡沫鎳浸入混合溶液中，經70～110℃水熱反應2～10h，再經后處理得到表面載有氧化鋅納米棒的泡沫鎳，記為Ni/ZnO；

3)將步驟2)得到的Ni/ZnO在室溫下用濺射法噴金60～120s，再浸入濃度為0.05～0.15mol/L的葡萄糖溶液中，取出后進行熱處理得到載有氧化鋅、金納米顆粒和碳納米管的泡沫鎳，記為Ni/ZnO/Au/CNT；

所述熱處理的溫度為500～700℃，時間為2～10h；

4)將Ni/ZnO/Au/CNT浸入濃度為1～3mol/L的NaOH水溶液中去除ZnO，經后處理得到所述的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極，記為Ni/Au/CNT。

2.根據權利要求1所述的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述的泡沫鎳需進行預處理，具體為：

將泡沫鎳在0.5mol/L的高錳酸鉀水溶液中浸泡1h，洗滌后待用。

3.根據權利要求1所述的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述水熱反應的溫度為80～100℃。

4.根據權利要求1所述的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極的制備方法，其特征在于，步驟3)中，經噴金處理后的Ni/ZnO在葡萄糖溶液中的浸泡時間為2～10h。

5.根據權利要求1所述的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極的制備方法，其特征在于，步驟4)中，Ni/ZnO/Au/CNT在NaOH水溶液中的浸泡時間為24～72h。

6.一種根據權利要求1～5任一權利要求所述的方法制備的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極，其特征在于，以三維多孔泡沫鎳為基體，基體上直接生長載有Au納米顆粒的碳納米管陣列；

Au納米顆粒的尺寸為10～50nm，均勻負載于碳納米管的內表面；

碳納米管呈開裂狀，并呈非晶態，長度為2～4μm，直徑為200～600nm，壁厚為5～20nm。

7.根據權利要求6所述的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極，其特征在于，所述的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極中Au納米顆粒的承載量為0.05～0.15mg/cm²；

碳納米管的承載量為0.1～0.3mg/cm²。

8.一種根據權利要求6所述的表面負載有Au納米顆粒的碳納米管陣列電極在鋰空電池中的應用。