申请/专利权人：郑州大学

申请日：2022-08-17

公开（公告）日：2024-01-16

公开（公告）号：CN115224293B

主分类号：H01M4/90

分类号：H01M4/90;H01M12/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.16#授权;2022.11.08#实质审查的生效;2022.10.21#公开

摘要：本发明属于电催化化学领域，具体为一种ORR和OER双功能催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂的分子式为NiCo1.8Fe0.2O4@NCF，结构为尖晶石复合氧化物纳米片NiCo1.8Fe0.2O4生长在氮掺杂生物质碳NCF上。制备步骤为：先合成NCF碳材料，并将六水合硝酸钴、六水合硝酸镍、九水合硝酸铁、尿素和氟化铵一起溶于乙醇水溶液中,经150℃中水热处理3h，洗涤，干燥；最后，在管式炉中热解，得到NiCoFeO4@NCF尖晶石纳米结构。利用本发明所述的溶剂热方法精准调控了碳载尖晶石材料的化学性质，制备的催化剂电压间隙ΔE仅0.64V，具备优异的ORR和OER双功能催化活性。

主权项：1.一种ORR和OER双功能催化剂，其特征在于：所述催化剂的分子式为NiCo1.8Fe0.2O4@NCF，结构为尖晶石复合氧化物纳米片NiCo1.8Fe0.2O4生长在氮掺杂生物质碳NCF上，制备步骤如下：S1、将杉木均匀切块，尺寸为1.0cm×1.0cm×0.5cm，超声清洗，烘干10-15h；S2、制备饱和氯化铵溶液；S3、将S1制备好的杉木块浸泡在S2所制备的氯化铵溶液中，室温搅拌24h，取出木块后在干燥箱中60ºC烘干10-15h；S4、将S3中制备的木块置于管式炉中煅烧，在氩气气氛下900ºC保温2h，冷却至室温，得到氮原子掺杂的生物质碳NCF；S5、将25mL乙醇和25mL去离子水均匀混合，配置成溶液Ⅰ；S6、在磁力搅拌下，将0.523g六水硝酸钴、0.290g六水硝酸镍、0.080g九水硝酸铁、0.450g尿素和0.111g氟化铵溶于S5中制备的溶液Ⅰ中，室温下充分搅拌5-10h，得到溶液Ⅱ；S7、将S4中制备的氮原子掺杂的生物质碳NCF和S6中制备的溶液Ⅱ，一起转移到高压反应釜中；S8、将反应釜放入干燥箱中150ºC下加热3h，冷却至室温，取出固态物质，得到氮原子掺杂生物质碳负载的氢氧化物前驱体；S9、用去离子水和乙醇冲洗S8中得到的氮原子掺杂生物质碳负载的氢氧化物前驱体，并在真空干燥箱中60ºC烘干10-15h；S10、将S9中干燥后的前驱体在氩气气氛下升温至350ºC保温3h，冷却至室温，制得催化剂NiCo1.8Fe0.2O4@NCF。

全文数据：

权利要求：

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