[發明專利]基于細菌纖維素的電催化復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210032493.1
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114520341A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張文明;李玲;趙曉輝;朱前程;李戰雨;付超超;趙有為
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/88
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 張莉靜

1.一種基于細菌纖維素的電催化復合材料，其特征在于，所述材料通過以下方法制備得到：

（a）將細菌纖維素放入沸水中煮沸15～40min，取出后冷卻至室溫；

（b）在室溫條件下，將三價鐵乙醇溶液、水、乙醇和二甲基乙酸銨混合液在容器中混合均勻，得到水熱溶液；

（c）將經步驟（a）處理的細菌纖維素置于水熱溶液中進行水熱處理，溫度為100～120℃，時間為20～23h；

（d）反應完成后，取出負載有鐵金屬-有機骨架材料的細菌纖維素，經洗滌、干燥后，在氬氣飽和狀態下進行煅燒，煅燒溫度為600～800℃，煅燒時間為1～3h；

（e）煅燒完成后，自然冷卻即得所述電催化復合材料。

2.根據權利要求1所述的電催化復合材料，其特征在于，步驟（a）中，所述細菌纖維素為面積3~5平方厘米的細菌纖維素片。

3.根據權利要求2所述的電催化復合材料，其特征在于，步驟（c）中，細菌纖維素與水熱溶液的用量比為3~5片：50mL。

4.根據權利要求1所述的電催化復合材料，其特征在于，步驟（b）中，所述三價鐵乙醇溶液為九水合硝酸鐵乙醇溶液，濃度為0.1～0.2mol/L；所述二甲基乙酸銨混合液為二甲基乙酸銨與聚丙烯腈的混合液，二甲基乙酸銨的濃度為0.2～0.4mol/L。

5.根據權利要求4所述的電催化復合材料，其特征在于，步驟（b）中，水、乙醇、三價鐵乙醇溶液和二甲基乙酸銨混合液的體積比為1~2：1：1：35~40。

6.根據權利要求1所述的電催化復合材料，其特征在于，步驟（d）中，用甲醇進行洗滌，干燥為冷凍干燥，冷凍干燥時間為12～20h。

7.一種基于細菌纖維素的電催化復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（a）將細菌纖維素放入沸水中煮沸15～40min，取出后冷卻至室溫；

（b）在室溫條件下，將三價鐵乙醇溶液、水、乙醇和二甲基乙酸銨混合液在容器中混合均勻，得到水熱溶液；

（c）將經步驟（a）處理的細菌纖維素置于水熱溶液中進行水熱處理，溫度為100～120℃，時間為20～23h；

（d）反應完成后，取出負載有鐵金屬-有機骨架材料的細菌纖維素，經洗滌、干燥后，在氬氣飽和狀態下進行煅燒，煅燒溫度為600～800℃，煅燒時間為1～3h；

（e）煅燒完成后，自然冷卻即得所述電催化復合材料。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟（a）中，所述細菌纖維素為面積3~5平方厘米的細菌纖維素片；步驟（c）中，細菌纖維素與水熱溶液的用量比為3~5片：50mL。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟（b）中，所述三價鐵乙醇溶液為九水合硝酸鐵乙醇溶液，濃度為0.1～0.2mol/L；所述二甲基乙酸銨混合液為二甲基乙酸銨與聚丙烯腈的混合液，二甲基乙酸銨的濃度為0.2～0.4mol/L；水、乙醇、三價鐵乙醇溶液和二甲基乙酸銨混合液的體積比為1~2：1：1：35~40。

10.權利要求1-6任一所述的電催化復合材料在電池制備中的應用。