[发明专利]镍、钴、硫、硼共掺杂碳材料在锌-空气电池催化剂中的应用在审
| 申请号： | 201810711430.2 | 申请日： | 2018-07-03 |
| 公开（公告）号： | CN108987759A | 公开（公告）日： | 2018-12-11 |
| 发明（设计）人： | 白正宇;牛洋娣;张庆;常方方;赖小伟 | 申请（专利权）人： | 河南师范大学 |
| 主分类号： | H01M4/90 | 分类号： | H01M4/90;H01M12/08;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 新乡市平原智汇知识产权代理事务所(普通合伙) 41139 | 代理人： | 路宽 |
| 地址： | 453007 河*** | 国省代码： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 催化剂 空气电池 醇溶液 共掺杂 前驱体 碳材料 催化剂技术领域 应用 技术方案要点 锌-空气电池 电催化性能 空心多面体 溶剂热反应 催化活性 电子结构 反应合成 甲基咪唑 目标产物 室温静置 复合材料 醇溶剂 多面体 纳米笼 硝酸钴 杂原子 引入 硫源 镍源 硼源 制备 优化 | ||
1.镍、钴、硫、硼共掺杂碳材料在锌-空气电池催化剂中的应用，其特征在于：该镍、钴、硫、硼共掺杂碳材料作为锌-空气电池催化剂用于催化锌-空气电池的ORR和OER反应，其具体制备过程为：
步骤S1；将硝酸钴和2-甲基咪唑分别溶于溶剂中至完全溶解，再将两种溶液混合后于室温静置反应18-48h得到多面体ZIF-67前驱体；
步骤S2；将步骤S1得到的多面体ZIF-67前驱体和镍源化合物在溶剂中水浴加热至回流反应0.5-6h得到表面褶皱的空心多面体纳米笼结构产物；
步骤S3：向步骤S2得到的表面褶皱的空心多面体纳米笼结构产物中加入硫源化合物和硼源化合物，在溶剂中超声分散均匀后水浴加热至回流反应1-6h得到功能化的空心多面体纳米笼结构的锌-空气电池电催化剂，该催化剂的平均粒径为500nm，壳层厚度为20-50nm；
所述溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇或异丙醇；所述镍源化合物为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍或氢氧化镍；所述硫源化合物为硫代乙酰胺、硫化钠或硫脲；所述硼源化合物为硼酸钠或氧化硼。
2.根据权利要求1所述的镍、钴、硫、硼共掺杂碳材料在锌-空气电池催化剂中的应用，其特征在于：步骤S2中所述镍源化合物与多面体ZIF-67前驱体的质量比为1:1-4:1，该镍源化合物的引入用于诱导多面体形成内部中空且表面褶皱的微观结构；步骤S3中所述硫源化合物与多面体ZIF-67前驱体的质量比为1:1-4:1；步骤S3中所述硼源化合物与多面体ZIF-67前驱体的质量比为1:1-6:1。
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