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专利号: 2019106409950
申请人: 五邑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳纳米管包覆氧化钴材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将钴源、聚乙烯吡咯烷酮加入到水中,搅拌,得到溶液A;

(2)将0.1g-2.0g钴氰化钾溶于10mL-1000mL的水中,得到溶液B;

(3)将溶液B加入溶液A,混匀静置24-32h,得到凝胶状悬浊液;

(4)将凝胶状悬浊液离心,弃上层澄清液后,加水,重复离心2-10次,然后加乙醇,重复离心,得到胶泥状固体,60-80℃干燥1-24h,得到Co-PBA粉末;

(5)将Co-PBA粉末加入到二甲基甲酰胺中,混合后得到Co-PBA溶液;

(6)在Co-PBA溶液中加入0.1g-2.0g聚丙烯腈,混合后得到前驱体纺丝溶液;

(7)利用前驱体纺丝溶液进行静电纺丝,最终得到Co-PBA@C纳米纺丝线;

(8)将Co-PBA@C纳米纺丝线置于N2气氛下碳化;

(9)将碳化后Co-PBA@C纳米纺丝线置于空气气氛下退火氧化,得到碳纳米管包覆氧化钴材料。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆氧化钴材料的制备方法,其特征在于,所述钴源是硝酸钴、乙酸钴中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆氧化钴材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述钴源质量为0.1g-2.0g,聚乙烯吡咯烷酮质量为1g-20g,水的体积为10mL-1000mL。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆氧化钴材料的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述Co-PBA溶液中Co-PBA的含量为1-20wt%。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆氧化钴材料的制备方法,其特征在于,步骤(7)所述静电纺丝条件为:电压为8-13kV,推进速度为0.005-0.007mL/min,纺丝高度为12-

12.7cm,滚筒转速为220-240rad/min。

6.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆氧化钴材料的制备方法,其特征在于,步骤(8)所述碳化温度为550-900℃,升温速率为1-10℃/min,保温时间为1-5h。

7.根据权利要求1所述的碳纳米管包覆氧化钴材料的制备方法,其特征在于,步骤(9)中所述退火氧化温度为200-300℃,保温时间为1-5h,升温速度为1-10℃/min。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到的碳纳米管包覆氧化钴材料。

9.一种根据权利要求8所述的碳纳米管包覆氧化钴材料的应用,其特征在于,将所述碳纳米管包覆氧化钴材料用于电催化领域,包括以下步骤:

1)将所述碳纳米管包覆氧化钴材料与炭黑按质量比为1:0.5-2混合,得到混合物A;

2)将异丙醇与Nafion按体积比为1-10:1混合,得到混合物B;其中Nafion的浓度为1-

10wt%;

3)将混合物A与混合物B超声30-50min混合,得到混合悬浊液;其中混合悬浊液中炭黑与异丙醇的含量比为1:0.1-1.0mg/mL;

4)将1-15uL步骤3)中所述混合悬浊液滴到电极上,充分干燥待用;

5)将干燥后的电极进行OER与ORR的LSV测试。

10.一种根据权利要求8所述的碳纳米管包覆氧化钴材料的应用,其特征在于,将所述碳纳米管包覆氧化钴材料用于电池领域,包括以下步骤:a)将碳纳米管包覆氧化钴材料、super P、PVDF按照质量比1-10:1-5:1,混合,加入0.1-

3.0g N-甲基吡咯烷酮,混匀,得到膏状流体;

b)将膏状流体涂布到铜箔上,涂层厚度为50-150um,充分干燥后安装成半电池,进行充放电测试,其中电流密度为100-2000mA/g。