[發(fā)明專利]鎳鐵合金/氮摻雜碳纖維作為鋅空氣電池氧電催化劑的制備及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911244551.1
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111129522A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳作鋒;牛艷麗;滕雪
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/88;H01M12/06
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

1.一種雙功能氧電催化劑，其特征在于：由鎳鐵合金納米顆粒負(fù)載在氮摻雜碳纖維上而形成。

2.權(quán)利要求1所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其特征在于：首先，將木質(zhì)材料原位分離轉(zhuǎn)化為多孔均一的纖維素纖維；其次，實現(xiàn)鎳鐵前驅(qū)體的吸附；最后，對所得到的產(chǎn)物進(jìn)行碳化處理，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)以竹子為原材料，將其削成碎屑；

(2)在去離子水中加入氫氧化鉀攪拌溶解，接著，取步驟(1)中的竹子碎屑加入強(qiáng)堿溶液中超聲均一；

(3)將步驟(2)中的混合物置于反應(yīng)釜中水熱處理，之后真空抽濾得到纖維素纖維自支撐材料；

(4)取聚乙烯吡咯烷酮、鎳鐵前驅(qū)體溶于乙醇中，取步驟(3)中干燥后的纖維素纖維浸泡在此溶液中；

(5)在氬氣氣氛的保護(hù)下將步驟(3)得到的產(chǎn)物高溫碳化，即得到目標(biāo)產(chǎn)物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中氫氧化鉀的濃度為3-6mol/L，加入竹子碎屑的質(zhì)量為0.2-2g。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中所述水熱處理的溫度為120-180℃，反應(yīng)時間為8-15h，真空抽濾后干燥的溫度是60-120℃，干燥時間為8-12h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中鎳鐵前驅(qū)體分別為無水氯化亞鐵和無水氯化鎳，兩者的摩爾比為1:1，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為2-6mg/mL,浸泡的時間為1-4h。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中的碳化溫度為750-950℃，碳化時間為2-5h，升溫速率為1-5℃/min。

8.權(quán)利要求2-7中任一項所述制備方法獲得的雙功能氧電催化劑在鋅空氣電池中的應(yīng)用。