[發明專利]一種定向多孔單原子碳膜電極及其制備方法和應用有效
| 申請號： | 202110265767.7 | 申請日： | 2021-03-11 |
| 公開（公告）號： | CN113046774B | 公開（公告）日： | 2022-03-18 |
| 發明（設計）人： | 費慧龍;葉龔蘭;劉瑞 | 申請（專利權）人： | 湖南大學 |
| 主分類號： | C25B11/04 | 分類號： | C25B11/04;C25B1/04;C25B11/031 |
| 代理公司： | 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213 | 代理人： | 周孝湖 |
| 地址： | 410000 湖*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 定向 多孔 原子 電極 及其 制備 方法 應用 | ||
1.一種定向多孔單原子碳膜電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將氧化多壁碳納米管、鈷鹽溶解于溶劑中，得到前驅體溶液；
(2)將前驅體溶液進行水熱自組裝，得到水凝膠；
(3)將水凝膠切成膜，然后進行單向冷凍，得到定向多孔水凝膠膜；
(4)將定向多孔水凝膠膜進行冷凍干燥，得到定向多孔氣凝膠膜；
(5)將定向多孔氣凝膠膜碳化，即得Co-N-C修飾的定向多孔單原子碳膜電極；
步驟(3)中，單向冷凍具體是指：將水凝膠膜平鋪放置在提前在液氮里冷凍的銅塊上，通過液氮對水凝膠膜進行單向冷凍，得到定向多孔水凝膠膜。
2.根據權利要求1所述的定向多孔單原子碳膜電極的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，鈷鹽為水溶性鈷鹽，氧化多壁碳納米管和鈷鹽的質量比為(45～540)：1。
3.根據權利要求1所述的定向多孔單原子碳膜電極的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，溶劑為冰點低于水的溶劑與去離子水的混合溶劑。
4.根據權利要求1所述的定向多孔單原子碳膜電極的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，將前驅體溶液進行水熱自組裝具體是指：將前驅體溶液在120℃～180℃下水熱反應6h～18h，使前驅體溶液自組裝形成水凝膠。
5.根據權利要求1所述的定向多孔單原子碳膜電極的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，冷凍干燥的溫度為-50℃～60℃。
6.根據權利要求1所述的定向多孔單原子碳膜電極的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，碳化具體是指：將定向多孔氣凝膠膜在600℃～900℃溫度下、氬氣氨氣混合氣氛下碳化0.5h～2h。
7.根據權利要求1所述的定向多孔單原子碳膜電極的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，氧化多壁碳納米管由多壁碳納米管在強酸條件下經氧化得到。
8.如權利要求1～7中任意一項所述的制備方法制備得到的定向多孔單原子碳膜電極，其特征在于，所述定向多孔單原子碳膜電極具有定向多孔結構，具有Co-N-C活性位點，所述定向多孔單原子碳膜電極表面具有超親水性和水下超疏氣性。
9.一種如權利要求1～7中任意一項所述的制備方法制備得到的定向多孔單原子碳膜電極的應用，其特征在于，將所述定向多孔單原子碳膜電極作為工作電極用于涉氣反應。
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