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一种基底负载氮掺杂碳纳米管环绕碳化钼颗粒复合材料及其制备方法与应用

  • 发布时间: 2025-04-28
预算 双方协商
基本信息
成果方:河北大学
合作方式:技术转让
成果类型:发明专利,
行业领域
先进制造技术
成果描述

本发明提供了一种基底负载氮掺杂碳纳米管环绕碳化钼颗粒复合材料及其制备方法与应用,氮掺杂碳纳米管环绕在碳化钼颗粒的周围,并包覆在基底表面;该复合材料是首先采用水热合成法在基底上均匀包覆氧化钼前驱体,然后将氧化钼前驱体在焙烧炉中于惰性气氛下进行高温退火,并在高温退火过程中向焙烧炉中引入含氮的有机物进行高温热解反应而制得的。本发明制备工艺流程简单,操作容易,成本低,不使用易燃易爆的气体,且所得复合材料催化性能提高,稳定性强,对于工业电解水催化剂的发展具有大规模应用的潜力。

应用范围

 为了制备形貌均匀、电催化活性高的碳化钼材料,一方面,可以将碳化钼和导电碳纳米材料复合,以避免碳化钼颗粒的团聚,进而提高活性位点的暴露和电化学反应的进行;另一方面,可以为碳化钼提供比表面积比较大的载体,制备自支撑电极结构,避免碳化钼的聚合导致粒子变大的同时,有利于电解液的渗透,便于电子传输。然而,当前报道的大多数碳化钼基催化剂是以粉末形式制得的,这些粉末需要经过较为繁琐的制备过程才能进行测试,其机械性能,电荷和传质能力都很差。因此,制备出易操作且具有高效催化性能的自支撑式的碳化钼基催化材料对于实际应用是非常必要的,但却很少受到关注。

前景分析
本发明通过在基底上负载氧化钼前驱体,并将氧化钼前驱体于惰性气氛下进行高温退火过程中引入含氮的有机物进行高温热解反应,得到基底负载氮掺杂碳纳米管环绕碳化钼颗粒复合材料。在高温热解过程中,氧化钼在含氮有机物的高温碳化作用下碳化为碳化钼,同时在基底铁/镍的催化作用下实现氮掺杂碳纳米管的生长。所得复合材料中的氮掺杂碳纳米管环绕在碳化钼颗粒周围,并均匀包覆在基底表面,氮掺杂碳纳米管直径均匀,催化性能得到提高,稳定性强。本发明复合材料的制备工艺流程简单,操作容易,成本低,易于进行大规模生产,且所制备的复合材料具有优异的碱性电催化性能,对于工业电解水催化剂的发展具有大规模应用的潜力。

联系方式

  • 联系人:

    吕存财

  • 联系电话:

    13230265573

  • 通讯地址:

    河北省保定市五四东路180号河北大学

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