[發明專利]一種氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料及制備與應用

有效

• 申請號: 201810200737.6
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108565478B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 蔣仲杰;陳泊宏;劉美林
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M12/06;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

1.一種氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料的制備方法，其特征在于包括如下制備步驟：

(1)將碳納米管用濃硫酸和濃硝酸的混酸氧化，得到氧化碳納米管；

(2)將氧化碳納米管、次硝酸鈉和氨基功能劑加入到二甲基乙酰胺中，加熱至120～150℃保溫反應，固體產物經洗滌、干燥，得到氨基碳納米管；

(3)將氨基碳納米管、鈷金屬鹽加入到二甲基甲酰胺和乙醇的混合液中，加熱至80～100℃攪拌1～2h，再加入氨水繼續攪拌10～12h，然后在150～180℃溫度下水熱反應，產物經洗滌、干燥，得到四氧化三鈷/氨基碳納米管；

(4)將步驟(3)所得四氧化三鈷/氨基碳納米管與鎳金屬鹽加入到去離子水中，120～150℃保溫反應，固體產物經洗滌、干燥，得到氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料；

步驟(2)中所述的氨基功能劑為乙二胺、尿素、三亞乙基四胺中的任意一種；

步驟(2)中所述氧化碳納米管:次硝酸鈉:氨基功能劑:二甲基乙酰胺的質量體積比為(60～120)mg:(120～240)mg:(5～10)mL:(50～100)mL。

2.根據權利要求1所述的一種氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述用濃硫酸和濃硝酸的混酸氧化的具體過程為：將碳納米管分散于體積比為1:(1～5)的濃硫酸和濃硝酸的混酸中，超聲分散2～5h，用去離子水離心洗滌5～7次后于烘箱60～80℃干燥，得到氧化碳納米管。

3.根據權利要求1所述的一種氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中所述的鈷金屬鹽為硝酸鈷、乙酸鈷中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的一種氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中所述氨基碳納米管:鈷金屬鹽:氨水的質量體積比為(15～30)mg:(20～50)mg:(0.5～4)mL。

5.根據權利要求1所述的一種氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料的制備方法，其特征在于：步驟(4)中所述鎳金屬鹽為乙酸鎳、硝酸鎳中的任意一種。

6.一種氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料，其特征在于：通過權利要求1～5任一項所述的方法制備得到，所述復合電催化材料是由鈷酸鎳納米顆粒負載于氨基碳納米管表面構成。

7.根據權利要求6所述的一種氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料，其特征在于：所述氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料中鈷酸鎳的質量百分含量為60％～70％，所述復合電催化劑材料的顆粒粒徑為5～10nm。

8.權利要求6或7所述的氨基碳納米管負載鈷酸鎳復合電催化材料在金屬-空氣電池中的應用。