[发明专利]微纳电池催化剂及制备方法与用途有效

专利信息
申请号: 201910098152.2 申请日: 2019-01-31
公开(公告)号: CN109659576B 公开(公告)日: 2020-12-08
发明(设计)人: 吴传德;詹国鹏 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: H01M4/92 分类号: H01M4/92;H01M4/90;H01M4/88
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 邱启旺
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 电池 催化剂 制备 方法 用途
【权利要求书】:

1.一种微纳电池催化剂的制备方法,所述微纳电池催化剂主要由微纳导电载体材料、微纳阴极和微纳阳极组成;所述微纳导电载体材料为能够传输电子的材料,选自微纳碳材料、微纳有机导电聚合物材料、微纳导电无机氧化物材料;所述微纳碳材料包括:碳量子点、石墨烯、多孔碳材料;微纳有机导电聚合物材料包括:聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺;微纳导电无机氧化物材料包括:氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锡;其特征在于,该方法具体为:首先将碳源、氮源、硼源和水按照摩尔比2:1:1:500超声混合30分钟;将所得混合物转移到含聚四氟乙烯内衬的反应釜中,在200℃条件下加热反应5小时;当温度自然冷却到室温以后,将所得混合物离心除去不溶物,得到橙黄色溶液,在0.001MPa和60℃条件下减压蒸馏得到硼和氮共掺杂的碳量子点材料;然后将碳量子点材料与PdCl2和水按照质量比20:1:400混合均匀,在100℃条件下回流反应18h;当反应液冷却到室温以后,将所得混合物在0.001MPa和60℃条件下减压蒸馏,得到固体材料,即为以微纳碳材料为导电材料的微纳电池催化剂。

2.根据权利要求1所述微纳电池催化剂的制备方法,其特征在于,所述碳源为柠檬酸,所述氮源为二乙胺四乙酸二钠,所述硼源为对羧基苯硼酸。

3.一种微纳电池催化剂的制备方法,所述微纳电池催化剂主要由微纳导电载体材料、微纳阴极和微纳阳极组成;所述微纳导电载体材料为能够传输电子的材料,选自微纳碳材料、微纳有机导电聚合物材料、微纳导电无机氧化物材料;所述微纳碳材料包括:碳量子点、石墨烯、多孔碳材料;微纳有机导电聚合物材料包括:聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺;微纳导电无机氧化物材料包括:氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锡;其特征在于,该方法具体为:首先将碳源、氮源、硼源和丙酮按照质量比10:1:5:300混合均匀,搅拌12h直至搅干,将固体粉末放于坩埚中,在管式炉内氮气环境下800℃煅烧1h,得到硼和氮共掺杂的石墨烯材料;然后将石墨烯与PdCl2和水按照质量比20:1:400混合均匀在100℃条件下回流反应18h;当反应液冷却到室温以后,将所得混合物在0.001MPa和60℃条件下减压蒸馏,得到固体材料,即为以微纳碳材料为导电材料的微纳电池催化剂。

4.根据权利要求3所述微纳电池催化剂的制备方法,其特征在于,所述碳源为甲基纤维素,所述氮源为尿素,所述硼源为4-(1-萘基)-苯硼酸。

5.一种微纳电池催化剂的制备方法,所述微纳电池催化剂主要由微纳导电载体材料、微纳阴极和微纳阳极组成;所述微纳导电载体材料为能够传输电子的材料,选自微纳碳材料、微纳有机导电聚合物材料、微纳导电无机氧化物材料;所述微纳碳材料包括:碳量子点、石墨烯、多孔碳材料;微纳有机导电聚合物材料包括:聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺;微纳导电无机氧化物材料包括:氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锡;其特征在于,该方法具体为:将微纳有机导电聚合物、铝盐和水按照质量比20:1:100混合均匀,100℃回流12h,离心洗涤干燥后,得铝-有机导电聚合物复合材料;将铝-有机导电聚合物复合材料与PdCl2和水按照质量比20:1:100混合均匀,100℃回流12h,离心洗涤干燥,即得以微纳有机导电聚合物为导电材料的微纳电池催化剂。

6.根据权利要求5所述微纳电池催化剂的制备方法,其特征在于,所述微纳有机导电聚合物为聚噻吩、聚吡咯或聚苯胺。

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