[发明专利]氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂及其制备方法

权利要求书

1.氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂，其特征在于该催化剂是由氮和磷共同掺杂至钴基碳纤维中形成的，其中Co:N:P的摩尔比为4x:x:y，x＝1～2，y＝1～4，钴负载于碳纤维表面。

2.权利要求1所述的氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

一、静电纺丝前驱液制备：依照Co:N:P＝4x:x:y的摩尔比例，分别称取硝酸钴、尿素和三苯基磷，加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在室温下搅拌至硝酸钴、尿素和三苯基磷完全溶解，再加入聚乙烯吡咯烷酮搅拌4～6h后，得到完全溶解的透明静电纺丝前驱液；其中x＝1～2，y＝1～4；

二、静电纺丝：将步骤一得到的静电纺丝前驱液，注入到带有不锈钢针头的注射器中，将注射器放置在纺丝机上，在不锈钢针头与接收网之间施加恒定的20～30kV的直流电压，通过旋转接收网静电纺丝，得到纳米纤维丝；

三、烧结：将步骤二得到的纳米纤维丝以5℃/min～10℃/min的升温速度在氮气气氛、氢气气氛或空气气氛下由室温升至600℃～800℃并恒温烧结1～2h，即得氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂。

3.根据权利要求2所述的氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂的制备方法，其特征在于步骤一中所述静电纺丝前驱液中硝酸钴、尿素和三苯基磷的总质量浓度为10％～25％。

4.根据权利要求2或3所述的氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂的制备方法，其特征在于步骤一中所述静电纺丝前驱液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为12％～15％。

5.根据权利要求2或3所述的氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂的制备方法，其特征在于步骤一中x＝1，y＝2。

6.根据权利要求2或3所述的氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中不锈钢针头内径为0.5～0.9mm。

7.根据权利要求2或3所述的氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中不锈钢针头与接收网之间的距离为15～25cm。

8.根据权利要求2或3所述的氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中接收网旋转速度为30～80r/min。

9.根据权利要求2或3所述的氮和磷共掺杂钴基碳纤维多功能电化学催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中静电纺丝时环境温度为20℃～30℃，相对湿度为10％～30％。