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一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成H2O2的催化材料的制备及应用

2025-04-13 14:40:01 361次浏览

技术特征:

1.一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的制备方法,其特征在于,所述s100中选取的氧化碳纳米管预先对其表面清洁,所述的表面处理的具体内容为:采用机械和化学的方法除去cnts表面的油渍,包括但不限于使用蒸汽除油、有机溶剂除油和电化学除油的方式去除cnts表面的油脂和油渍,通过浸蚀过程进一步去除cnts表面的油污、锈蚀产物和氧化膜,深度清洁cnts表面,提高表面粗糙度,有利于后续处理和涂层附着,使用去离子水或纯净水清洗cnts,去除残留的化学物质和杂质,然后进行干燥处理,确保cnts表面无残留物,为后续的分散处理做准备。

3.根据权利要求2所述的一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的制备方法,其特征在于,所述s100中选取的氧化碳纳米管进行分散性处理,所述的分散性处理的具体内容为:将cnts加入混合强酸中,通过超声和机械搅拌的循环交替处理,使cnts断裂成超短段,并在侧壁和两端产生大量羧酸基团,提高cnts的表面活性和分散性,防止团聚现象的发生,将cnts与适量的溶剂或基体材料混合,通过球磨或超声波分散机进行分散处理,确保cnts在溶剂或基体材料中均匀分布,提高复合材料的性能,对于经过化学改性的cnts,进一步进行稳定化处理,以防止其在后续加工过程中发生团聚,通过添加稳定剂或表面活性剂的方法,提高cnts在溶液或基体中的稳定性。

4.根据权利要求1所述的一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的制备方法,其特征在于,s100所述的铵盐包括但不限于碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、氟化铵及碘化铵,且所述的氧化碳纳米管和所述的铵盐的质量比为1:(0.1~1000)。

5.根据权利要求1所述的一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的制备方法,其特征在于,s100所述的钴前驱体包括但不限于氯化钴、硝酸钴、硫酸钴及乙酰丙酮钴,所述的钴前驱体的摩尔量为1~10000μmol。

6.根据权利要求1所述的一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的制备方法,其特征在于,所述s600中所述的含氮化合物为三聚氰胺、尿素、双氰胺和氰尿酸中的一种,其中所述冷冻干燥得到的粉末和所述含氮化合物和的质量之比为1:(0.1~10000)。

7.根据权利要求1所述的一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的制备方法,其特征在于,所述s700中的加热温度为100~1000℃,加热时长为0.5~12小时。

8.根据权利要求1所述的一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的制备方法,其特征在于,采用权利要求1~7中任一项方法制得。

9.一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成h2o2的催化材料的应用,其特征在于,将该催化材料用于电催化氧还原合成h2o2反应,包括:


技术总结
本发明公开了一种可控氮掺杂的电催化氧还原合成H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;的催化材料的制备及应用,涉及材料合成和应用技术领域,该制备方法包括:S100,材料准备:选取适量的氧化碳纳米管和铵盐,准备钴前驱体,本发明通过氮原子的引入改变了材料的电子结构,优化了反应路径,使得电催化氧还原反应能够在更低的过电位下进行,同时产生更高的电流密度,通过超声波处理和逐滴加入钴前驱体的方法,确保了钴元素在纳米管表面及其周围的均匀分布,这种均匀的分布有助于形成稳定的催化结构,防止了局部浓度过高导致的催化性能下降,对氧化碳纳米管进行表面清洁和分散性处理,提高了其表面粗糙度和分散性,有效防止了团聚现象的发生。

技术研发人员:魏呵呵,苏紫祥
受保护的技术使用者:华东理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/14
文档序号 : 【 39999943 】

技术研发人员:魏呵呵,苏紫祥
技术所有人:华东理工大学

备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
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魏呵呵苏紫祥华东理工大学
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