[发明专利]一种磷化钴负载杂原子掺杂多孔碳材料、制备方法及应用有效

专利信息
申请号: 202010578341.2 申请日: 2020-06-23
公开(公告)号: CN111545241B 公开(公告)日: 2021-08-24
发明(设计)人: 王永霞;乔锦丽;蔡冬青;李君;彭芦苇;郭佳宁;王旭;娄文双 申请(专利权)人: 东华大学
主分类号: B01J27/24 分类号: B01J27/24;B01J35/10;C25B11/091;C25B1/04;H01M4/90;H01M12/06
代理公司: 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人: 徐俊
地址: 201600 上*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 磷化 负载 原子 掺杂 多孔 材料 制备 方法 应用
【权利要求书】:

1.一种磷化钴/氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1):将有机配体加入到去离子水中,搅拌均匀,得到配体溶液;所述的有机配体为2-甲基咪唑和哌嗪中的至少一种;所述有机配体溶液中有机配体的质量百分比为20~25%;

步骤2):将金属锌和钴盐加入到去离子水中,搅拌均匀,得到金属盐溶液;所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴、碳酸钴和氯化钴中的至少一种;所述步骤2)得到的金属盐溶液中金属盐的质量百分比为10~15%;所述金属盐溶液中Zn2+与Co2+的摩尔比为(3:1)~(1:3);

步骤3):将金属盐溶液缓慢加入到配体溶液中,搅拌均匀,得到混合溶液,持续搅拌至反应完全;

步骤4):将混合溶液进行离心,所得下层沉淀物用去离子水清洗多次,得到紫红色粉状的沉淀物;

步骤5):将沉淀物冷冻干燥,得到紫红色粉末样品;

步骤6):将紫红色粉末样品在氮气条件下进行原位磷化/碳化处理,最终得到磷化钴负载的氮磷掺杂多孔碳;所述原位磷化/碳化条件为:在氮气条件下,先以2℃/min的升温速率升温至300℃,保温2h;然后以5℃/min的升温速率升温至900℃,保温2h;所述原位磷化所需的磷源为磷酸氢二钠。

2.如权利要求1所述的磷化钴/氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中持续搅拌的时间为2h。

3.如权利要求1所述的磷化钴/氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4)中离心的转速为10000rpm;所述去离子水清洗的次数为3次以上。

4.如权利要求1所述的磷化钴/氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述步骤5)中沉淀物的冷冻干燥时间大于12h;所述紫红色粉末样品的成分为ZnCo-MOFs。

5.权利要求1-4任意一项所述的磷化钴/氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法所制备的磷化钴/氮磷掺杂多孔碳材料。

6.权利要求5所述的磷化钴/氮磷掺杂多孔碳材料在锌空电池空气电极催化剂中的应用。

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