[发明专利]一种多级结构复合材料及其制备与应用

摘要

本发明属于能源材料的技术领域，公开了一种多级结构复合材料及其制备与应用。方法：1)在水中，将碳源、氮源和水溶性碱金属盐混合均匀，干燥，碳化处理，后续处理，获得N‑CN纳米片；2)在水中，将过渡金属的水溶性盐、Pt的水溶性化合物与N‑CN纳米片混合均匀，滴加还原剂，反应，后续处理，获得MPt/N‑CN；3)将过渡金属盐、抗坏血酸溶于水中，然后与MPt/N‑CN的分散水溶液混合，再加入氢氧化钾溶液，搅拌反应，水热反应，获得多级结构复合材料。本发明的方法，简单，成本低廉；所制备的复合材料具有泡沫状的多级结构，其产氧性能、氧还原性能好，并具有优良的充放电稳定性。本发明的复合材料用于锌空气电池。

主权项

1.一种多级结构复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在水中，将碳源、氮源和水溶性碱金属盐混合均匀，干燥，碳化处理，后续处理，获得氮掺杂碳纳米片记为N‑CN；(2)在水中，将过渡金属的水溶性盐、Pt的水溶性化合物与N‑CN纳米片混合均匀，然后滴加还原剂，反应，后续处理，获得MPt纳米颗粒负载N‑CN纳米片的复合物即MPt/N‑CN；步骤(2)中所述过渡金属的水溶性盐为含结晶水或不含结晶水的铁、钴、镍、铜或锌的水溶性盐中一种以上，所述Pt的水溶性化合物为H2PtCl6·6H2O；(3)将过渡金属盐、抗坏血酸溶于水中，获得混合溶液；将MPt/N‑CN分散于水中获得分散液；然后将混合溶液与分散液混合，再加入氢氧化钾溶液，搅拌反应，置于水热反应釜中进行水热反应，获得多级结构复合材料M(OH)x/MPt/N‑CN；步骤(1)中所述碳源为葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉中一种以上；所述氮源为尿素、三聚氰胺及氯化铵中一种以上；所述水溶性碱金属盐为氯化钠、氯化钾、硝酸钠或硝酸钾中一种以上；步骤(3)中所述过渡金属盐为含结晶水或不含结晶水的硝酸钴、硝酸铁、硝酸镍、硝酸铜中一种以上。