[发明专利]一种过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法及应用

摘要

本发明属于空气电池领域，具体涉及一种过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法及其在空气电池领域的应用。具体制备方法包括以下步骤：分别将一维与二维的碳基底材料预先进行表面改性处理；将处理后的碳基底材料与过渡金属溶液混合得到前驱体；最后将上述前驱体在真空条件下高温快速煅烧15‑30min得到最终的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料。过渡金属合金/多维碳基复合电极材料可作为氧还原与氧析出反应的催化剂材料，并表现出了低的过电位。此外，作为锌空气电池阴极催化剂材料，该催化剂材料表现出了较高的功率密度、比容量和较为稳定的充放电长期循环稳定性，具有非常可观的实际应用前景。

主权项

1.一种过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将尿素、二氰二胺、三聚氰胺或氰胺高温热处理制备得到杂原子掺杂的二维碳材料；然后浸没于盐酸溶液中进行表面改性，室温下搅拌12‑24h；(2)将一维碳结构分散在[C_nmim]X离子液体溶液中，室温下搅拌；(3)将过渡金属盐溶于水中，形成过渡金属盐溶液，然后加入一定量的聚乙烯醇；得到过渡金属合金纳米颗粒；(4)在持续搅拌的情况下，将步骤(2)和(3)所得的混合溶液陆续缓慢加入步骤(1)的溶液中，室温下搅拌一定时间后，得到灰绿色混合溶液，然后放入40‑80℃的电热鼓风干燥箱中烘干，得到蓝绿色固体备用；(5)将步骤(4)中的灰绿色固体放入带盖的瓷坩埚中，真空氛围下在700‑900℃的管式炉高温热处理15‑30min，待自然冷却到室温得到黑色粉末，再用稀释过的酸性溶液对上述黑色粉末过夜处理并用去离子水洗涤至中性，待干燥后以上述同样的方法高温热处理15‑30min得到最终多维的电催化剂，命名为NiCo/MNC。