[發明專利]一種FeNi/NiFe2 有效
| 申請號： | 202110338598.5 | 申請日： | 2021-03-29 |
| 公開（公告）號： | CN113097499B | 公開（公告）日： | 2022-08-26 |
| 發明（設計）人： | 卞婷;王浩權;蘇珊;于濤;何澤楊;黃龍;左林致 | 申請（專利權）人： | 江蘇科技大學 |
| 主分類號： | H01M4/86 | 分類號： | H01M4/86;H01M4/90;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 金詩琦 |
| 地址： | 212008 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 feni nife base sub | ||
本發明公開了一種FeNi/NiFe2O4@NC復合材料，所述復合材料FeNi/NiFe2O4@NC為多孔海綿狀，包含以下質量百分數的元素：C：70～73wt％，N：3～4wt％，Fe：10～12wt％，Ni：12～13wt％，其余為O。本發明公開了一種FeNi/NiFe2O4@NC復合材料的制備方法。本發明公開了FeNi/NiFe2O4@NC復合材料作為電催化劑在燃料電池陰極氧還原反應中的應用。本發明復合材料穩定性好，FeNi合金與氮摻雜碳層具有協同作用，具有良好的氧還原反應電催化性能；制備方法簡單方便，易于控制，形貌尺寸均勻，分散性好，能夠成功獲得形貌良好的FeNi雙金屬金屬有機框架。
技術領域
本發明涉及復合材料及其制法與應用，具體為一種FeNi/NiFe2O4@NC復合材料及其制備方法與應用。
背景技術
質子交換膜燃料電池(PEMFCs)具有工作溫度低，功率密度高和反應速度快等優點，在分布式發電、便攜式電子應用和汽車領域得到廣泛開發。但是由于燃料電池陰極氧還原反應(ORR)伴隨著復雜的四電子轉移過程，本征動力學速率緩慢，因此氧還原反應效率成為限制燃料電池性能的關鍵因素。
盡管鉑(Pt)和Pt基合金用于ORR的效率很高，但它們的高成本和自然界中的稀有儲量在很大程度上阻礙了其大規模實際應用。因此，開發低成本的非貴金屬基催化劑作為Pt基催化劑的替代品是至關重要的。
發明內容
發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種穩定性好、催化效果好的FeNi/NiFe2O4@NC復合材料，本發明的另一目的是提供一種成本低廉、簡單方便的FeNi/NiFe2O4@NC復合材料的制備方法，本發明的再一目的是提供一種 FeNi/NiFe2O4@NC復合材料作為電催化劑在燃料電池陰極氧還原反應中的應用。
技術方案：本發明所述的一種FeNi/NiFe2O4@NC復合材料，復合材料 FeNi/NiFe2O4@NC為多孔海綿狀，包含以下質量百分數的元素：C：70～73wt％，N： 3～4wt％，Fe：10～12wt％，Ni：12～13wt％，其余為O。
進一步地，FeNi與NiFe2O4共同組成的納米晶顆粒，負載于多孔NC的立方體中。為能夠得到形貌良好的Hofmann類型的金屬有機框架納米立方體，Fe元素、Ni元素、有機配體和表面活性劑的摩爾比為1:1:1:20。
上述FeNi/NiFe2O4@NC復合材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將有機配體、表面活性劑和鐵前驅體分別溶解于甲醇與水的混合溶液中，K2[Ni(CN)4]溶解于水中，攪拌反應，得到形貌尺寸均勻的Hofmann類型的FeNi雙金屬金屬有機框架；
步驟二，將步驟一得到的納米立方體在惰性氣體保護下，以5℃/min的速率升溫至700～900℃下高溫熱解，得到多孔海綿狀的FeNi/NiFe2O4@NC復合材料。
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