一种具有核壳结构的NiO@NC双功能电催化剂的制备方法及其应用

• 摘要：

  本发明公开了一种具有核壳结构的NiO@NC双功能电催化剂的制备方法及其应用,属于锌空电池催化剂技术领域.本发明的技术方案要点为:将氯化镍和尿素溶于蒸馏水中,搅拌混合均匀后置于反应釜中于140℃反应10h得到绿色沉淀,再经二次水和无水乙醇洗涤数次后真空干燥得到中空球形前驱体;将盐酸多巴胺粉末溶于tris溶液中,再将中空球形前驱体分散于盐酸多巴胺的tris溶液,于室温反应8h,再经二次水和乙醇洗涤多次后真空干燥得到黑色前驱体@PDA粉末;将黑色前驱体@PDA粉末置于管式炉中于200‑500℃煅烧2h,最终制得具有核壳结构的NiO@NC锌空电池催化剂.本发明中核壳结构的催化剂具有较大的比表面积,活性位点暴露较多,并能与电解液更好的接触,可以有效提高催化剂的电催化活性.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201910677989.2

• 申请日期：

  2019.07.25

• 公开/公告号：

  CN110265678A

• 公开/公告日：

  2019-09-20

• 发明人：

  杨林 王荷 谷佳莉

• 申请人：

  河南师范大学

• 主分类号：

  H01M4/90(2006.01),H,H01,H01M,H01M4

• 分类号：

  H01M4/90(2006.01),H01M12/06(2006.01),H01M12/08(2006.01),H,H01,H01M,H01M4,H01M12,H01M4/90,H01M12/06,H01M12/08

• 主权项：

  1.一种具有核壳结构的NiO@NC双功能电催化剂的制备方法,其特征在于具体步骤为: 步骤S1:将氯化镍和尿素溶于蒸馏水中,搅拌混合均匀后置于反应釜中于140℃反应10h得到绿色沉淀,再经二次水和无水乙醇洗涤数次后真空干燥得到中空球形前驱体; 步骤S2:将盐酸多巴胺粉末溶于tris溶液中,再将步骤S1得到的中空球形前驱体分散于盐酸多巴胺的tris溶液,于室温反应8h,再经二次水和乙醇洗涤多次后真空干燥得到黑色前驱体@PDA粉末; 步骤S3:将步骤S2得到的黑色前驱体@PDA粉末置于管式炉中于200-500℃煅烧2h,最终制得具有核壳结构的NiO@NC锌空电池催化剂,该NiO@NC锌空电池催化剂内部Ni2CO3(OH)2球的直径在2-5μm之间,外层氮掺杂碳的平均厚度为100nm. 2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的NiO@NC双功能电催化剂的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述氯化镍与尿素的投料质量比为1:5-5:1. 3.根据权利要求1所述的方法制得的具有核壳结构的NiO@NC双功能电催化剂在制备锌空电池中应用,其特征在于具体过程为:将具有核壳结构的NiO@NC双功能电催化剂分散于乙醇分散剂中,再加入炭黑,将混合液超声均匀后涂覆在玻碳电极表面,采用三电极系统通过电化学工作站测量该双功能电催化剂的性能,该双功能电催化剂具有较好的OER、ORR双功能电催化活性,具有核壳结构形貌的NiO@NC双功能电催化剂能够为电极反应提供理想的固-液-气三相区,为电解液的传输提供更多通道,进而提高双功能电催化剂的比表面积,增加双功能电催化剂的催化活性,并且由于外层氮掺杂碳的保护作用减弱了催化过程中氧化镍结构的破坏,遏制了电性能衰减的倾向.