一种双模板诱导高活性Co/SiO2/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法和产品

技术特征：
1.一种双模板诱导高活性co/sio2/nc-cnts电催化析氧材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)sio2纳米球的制备以正硅酸乙酯为原料、水和乙醇为溶剂、浓氨水为引发及形貌调控剂，搅拌反应2～4h后，经过离心收集、洗涤、干燥后，即制得sio2纳米球；(2)co/sio2/nc-cnts前驱体的制备(2-1)以去离子水为溶剂，钴源、碳源、氮源以及所述sio2纳米球为原料，按照摩尔比去离子水∶钴源∶碳源∶氮源∶sio2＝1～3∶0.1～1∶1～4∶20～40混合后，经搅拌、超声分散而形成前驱体反应液，干燥后得到固体粉末；(2-2)将所述固体粉末转移至研钵中，加入模板促形剂碱式碳酸锌，按照质量比固体粉末∶模板促形剂＝2～4∶1～2混合后，经研磨而得到co/sio2/nc-cnts前驱体；(3)co/sio2/nc-cnts的制备将所述co/sio2/nc-cnts前驱体置于管式炉的中间，然后通入氩气，在500～1100℃温度下进行热处理2～6h，制得的co/sio2/nc-cnts粉末即为双模板诱导高活性电催化析氧材料。2.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性co/sio2/nc-cnts电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌反应的过程为，先加入水、乙醇和正硅酸乙酯，搅拌30～60min后，再加入浓氨水，继续搅拌1.5～3h；干燥处理为在60～90℃下干燥12～24h。3.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性co/sio2/nc-cnts电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2-1)中，搅拌、超声分散的过程为，先加入水、钴源、碳源、氮源，搅拌10～30min后，再加入sio2纳米球，继续搅拌10～30min和超声分散10～30min；干燥处理为在60～90℃下干燥12～24h。4.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性co/sio2/nc-cnts电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2-2)中研磨时间为1～3h。5.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性co/sio2/nc-cnts电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中热处理的过程为，先在500～600℃温度下热处理1～3h，然后在900～1100℃温度下热处理1～3h。6.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性co/sio2/nc-cnts电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述钴源为六水合硝酸钴，碳源为葡萄糖，氮源为尿素。7.利用权利要求1-6之一所述双模板诱导高活性co/sio2/nc-cnts电催化析氧材料的制备方法制得的产品。8.根据权利要求7所述的产品，其特征在于：所述产品为三维多孔异质结构的电催化析氧材料。9.根据权利要求7或8所述的产品，其特征在于：电催化析氧材料在1m koh电解液中，在10ma/cm2电流密度下电催化氧气析出电位为301～424mv。

技术总结
本发明公开了一种双模板诱导高活性Co/SiO2/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法，以碱式碳酸锌和正硅酸乙酯衍生的二氧化硅(SiO2)纳米球为模板，采用简单的物理研磨混合法和高温热解法将高度分散的钴(Co)纳米颗粒包裹在氮掺杂的石墨化碳(NC)和碳纳米管(CNTs)中，形成导电性高和结构稳定的三维多孔异质结构，可高效用于OER反应。此外，还公开了利用上述双模板诱导高活性Co/SiO2/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法制得的产品。本发明不仅拓展了高效电催化水解材料的种类，开发出具有优异性能的析氧催化材料新品种，而且能够实现模板选择性、活性位点高度分散、多孔结构结构稳定的OER催化剂制备，有效克服了现有技术非贵金属材料析氧电位高以及结构易破损等问题。析氧电位高以及结构易破损等问题。析氧电位高以及结构易破损等问题。


技术研发人员：曾小军 张海琪 张青青 谭玉楠
受保护的技术使用者：景德镇陶瓷大学
技术研发日：2022.06.15
技术公布日：2022/9/13