[發明專利]鈷氮共摻雜多孔碳微球材料的制備及應用

有效

• 申請號: 201710571650.5
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107394214B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 馬貴平;舒金賀;聶俊
• 申請（專利權）人: 北京化工大學常州先進材料研究院
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.鈷氮共摻雜多孔碳微球材料的制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

(1)配制一定濃度的海藻酸鈉水溶液，并將其加入注射器中，以硝酸鈷水溶液為接收液，使用靜電紡絲機電噴得到凝膠微球,靜置12h，使鈷離子與鈉離子得到充分的離子交換,分別使用無水乙醇和去離子水洗滌微球兩次，將上述微球放入冷凍干燥機中冷凍干燥得到海藻酸鈷微球；

(2)將上述海藻酸鈷微球置于一定濃度的2-甲基咪唑的甲醇溶液中室溫下攪拌12h，鈷離子與2-甲基咪唑結合形成ZIF-67并原位生長于海藻酸鈷微球表面和內部，使用乙醇和去離子水洗滌多次后冷凍干燥，得到海藻酸鈷/ZIF-67氣凝膠；

(3)將海藻酸鈷/ZIF-67氣凝膠在管式爐氮氣氛中經一定碳化工藝熱處理得到鈷氮共摻雜多孔碳微球材料；

所述鈷氮共摻雜多孔碳微球材料可作為燃料電池陰極氧還原反應電催化劑，使用電化學工作站進行催化活性測試，使用三電極體系，即以該鈷氮共摻雜多孔碳微球材料修飾的玻碳電極為工作電極，飽和甘汞電極和鉑絲分別為參比電極和對電極，以0.1M KOH溶液為電解液構成的三電極體系。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于海藻酸鈉水溶液的濃度為1-3wt％，2-甲基咪唑的甲醇溶液濃度為0.05-0.5mol/L，接收液中硝酸鈷濃度為3-9wt％。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于電噴環境溫度為10-50℃，高壓電源輸出電壓為15-30KV，接收裝置與噴絲口之間的距離為5-15cm，流速為0.5-5mL/h。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于微球的碳化工藝為：升溫速率為5℃/min，碳化溫度為600-800℃，碳化時間為1-2h。