科创中国
一种钴锌负载氮掺杂碳管的超轻海绵催化剂的制备方法和应用
发布时间: 2022-12-09
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
高新技术改造传统产业
成果介绍
本发明公开了一种钴锌负载氮掺杂碳管的超轻海绵氧催化剂的制备方法和应用；属于锌‑空气电池电极材料的技术领域。本发明通过配位热解技术合成了一种可替代商业贵金属催化剂(Pt/C和RuO2)的分级多孔结构的双金属电催化剂，以该催化剂作为空气正极组装的锌‑空气电池具有较高的放电电压及优异的稳定性。本发明方法：使用高分子聚合物泡沫吸附两种过渡金属前驱体与有机配体溶液混合得到的双金属配合物溶液，再在惰性气氛中对其进行多步退火处理。以本发明提供的钴锌负载氮掺杂碳管的超轻海绵催化剂具有优异的电催化反应活性，所组装的锌‑空气电池在5mA·cm‑2的电流密度下电压差仅为***，并且可稳定循环200h。
成果亮点
1.一种钴锌负载氮掺杂碳管的超轻海绵催化剂的制备方法，其特征在于所述制备方法是按下述步骤进行的：
步骤一、将无机锌盐粉末和无机钴盐粉末放入有机溶剂中，搅拌至完全溶解，然后加入有机配体，通过超声搅拌反应得到配合物溶液；
步骤二、将高分子聚合物海绵，通过溶剂反应进行官能化处理，然后多次洗涤后烘干，随后在空气气氛下进行预氧化处理；
步骤三、将步骤二处理后的高分子聚合物海绵放入步骤一得到的配合物溶液中，超声搅拌至高分子聚合物海绵吸收饱和，随后将高分子聚合物海绵捞出后真空干燥；
步骤四、将步骤三获得的高分子聚合物海绵在在惰性气氛下进行多步退火处理，随后经过刻蚀剂处理后得到钴锌负载氮掺杂碳管的超轻海绵催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种钴锌负载氮掺杂碳管的超轻海绵催化剂的制备方法，其特征在于步骤一中无机锌盐为硝酸锌或乙酸锌，无机钴盐为硝酸钴或乙酸钴；步骤一中有机配体为沸石咪唑类；步骤一中有机溶液为无水乙醇或无水甲醇。
团队介绍
雷锋团队是由哈尔滨师范大学14级政治与行政学院的关明贺同学于2015年9月1日建立的学生自主创立的创业团队。在黑龙江福成科技有限公司的赞助下，旨在为江北的大学生服务，让大学生过上更好的大学生活。自创立以来，雷锋团队本着为同学服务的宗旨，解决大学生生活问题为核心，为大学生提供广大的创业机会。创立后不久已成为哈尔滨江北十余所大学院校人数最多、最有号召力和影响力的学生团队组织。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-11
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-02-17
黄剑华
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
本发明的目的是通过配位分部热解技术制备出了具有钴锌负载氮掺杂碳管的超轻海绵氧氧催化剂，该催化剂具有分级多孔结构以及丰富的催化活性位点。本发明的电催化剂不仅具有优异的ORR/OER催化活性，并且作为锌-空气电池的空气正极还可保证电池的高输出电压和稳定性。
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