一种具有核壳结构的NiO/C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/C双功能电催化剂的制备方法及其应用,将氯化钴、尿素和碳源溶于蒸馏水中,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NiO/C前驱体;将步骤S1得到NiO/C前驱体置于管式炉中于200‑500℃煅烧2h得到具有核壳结构的NiO/C双功能电催化剂.本发明中具有核壳结构的双功能电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,可以有效提高双功能电催化剂的电催化活性.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201910678842.5

• 申请日期：

  2019.07.25

• 公开/公告号：

  CN110350209A

• 公开/公告日：

  2019-10-18

• 发明人：

  杨林 王荷 谷佳莉

• 申请人：

  河南师范大学

• 主分类号：

  H01M4/88(2006.01),H,H01,H01M,H01M4

• 分类号：

  H01M4/88(2006.01),H01M4/90(2006.01),H,H01,H01M,H01M4,H01M4/88,H01M4/90

• 主权项：

  1.一种具有核壳结构的NiO/C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:将氯化钴、尿素和碳源溶于蒸馏水中,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NiO/C前驱体,所述碳源为葡萄糖、柠檬酸或抗坏血酸中的一种或多种; 步骤S2:将步骤S1得到NiO/C前驱体置于管式炉中于200-500℃煅烧2h得到具有核壳结构的NiO/C双功能电催化剂,该NiO/C双功能电催化剂为核壳纳米球结构,内层球的直径在1-2μm之间,外层壳的平均厚度为270nm. 2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的NiO/C双功能电催化剂的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述氯化钴、尿素与碳源的投料质量比为1.2:0.3:0.12-0.24. 3.根据权利要求1所述的方法制得的具有核壳结构的NiO/C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/C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催化剂的性能,该双功能电催化剂表现出较高的的OER、ORR双功能电催化活性,具有核壳结构的NiO/C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,同时NiO和石墨碳两组份之间发挥了良好协同效应,不仅表现出双功能催化活性,并且由于外层碳的保护作用有效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.