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专利号: 2022104244508
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,所述碳纳米管为富氧碳纳米管,所述镍钴复合纳米线为镍钴双金属@镍钴双金属氧化物复合纳米线,所述氮掺杂富氧碳纳米管为导电载体,所述镍钴双金属@镍钴双金属氧化物复合纳米线为负载物;所述负载物通过射频等离子体处理负载于导电载体上。

2.如权利要求1所述的一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体包括如下步骤:一、氮掺杂富氧碳纳米管的制备:先将碳布在一定温度的七水硫酸亚铁中浸泡后干燥,再置于氮气气氛下加热至450~550℃保温一定时间,冷却后再与三聚氰胺在惰性环境下加热反应制得氮掺杂富氧碳纳米管;

二、氮掺杂富氧碳纳米管负载镍钴双金属氢氧化物复合纳米线的制备:将镍、钴过渡金属盐和还原剂溶解在去离子水中,连续搅拌20~50分钟;然后,将均相溶液转移到衬有特氟龙的不锈钢高压釜中,将获得的氮掺杂富氧碳纳米管样品浸入上述溶液中并在100~150℃下保持4~8小时获得氮掺杂富氧碳纳米管负载镍钴双金属氢氧化物复合纳米线;

三、氮掺杂富氧碳纳米管负载镍钴双金属@镍钴双金属氧化物复合纳米线的制备:将步骤二中制备的所述氮掺杂富氧碳纳米管负载镍钴双金属氢氧化物复合纳米线放入射频等离子体增强化学气相沉积设备(RF‑PECVD)中进行还原反应得到氮掺杂富氧碳纳米管负载镍钴双金属@镍钴双金属氧化物复合纳米线。

3.如权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,步骤一中所述碳布浸泡温度为55~70℃;在氮气气氛下加热温度速率为3~8℃/min,保温时间为30~60min;所述三聚氰胺加热反应的升温速率为5~15℃/min,反应温度为800~900℃,反应时间为1~3h。

4.如权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,步骤一中所述碳布规格为亲水型碳布,与三聚氰胺质量比为0.1~0.5:2。

5.如权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,步骤二中所述的还原剂为尿素、N2H4、氨水中的一种或多种。

6.如权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,步骤二中所述试剂镍、钴过渡金属盐为Ni(NO3)2·6H2O、NiCl2·6H2O、Ni(CHCO3)2·

6H2O、NiSO4·6H2O和Co(NO3)2·6H2O、CoCl2·6H2O、Co(CHCO3)2·6H2O、CoSO4·6H2O中的两种或多种。

7.如权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,步骤二中所述试剂还原剂、镍、钴过渡金属盐的物质的量比为:2~4:1:0.2~0.6。

8.如权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,步骤三中所述还原反应的气氛为Ar/NH3、Ar/H2中的一种。

9.如权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备方法,其特征在于,所述还原反应的升温速率为3~6℃/min,反应温度为300~400℃,反应时间为1~3h。

10.一种如权利要求1‑9所述氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线作为锌空气电池电极材料的应用,其特征在于,所述氮掺杂富氧碳纳米管负载镍钴双金属@镍钴双金属氧化物复合纳米线为双功能催化剂,能显著增强吸附气体吸附效率,提高稳定性和电导性,在OER反应中具有较低的过电位,在ORR反应中表现出较高的起始电位和半波电位。