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专利号: 2023108808646
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2026-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种改性磷酸钴/磷化钴异质结复合材料,其特征在于,包括碳基材和碳包覆磷酸钴/磷化钴异质结纳米片结构,碳包覆磷酸钴/磷化钴异质结纳米片结构与碳基材之间通过化学键牢固锚定,磷酸钴/磷化钴纳米片结构以异质结形式存在,所述磷酸钴/磷化钴纳米片结构尺寸为0.5-5 μm, 厚度为1-30 nm;

所述纳米片结构中同时含有磷酸钴和磷化钴两相,两相界面处是异质界面形成异质结,化学键是指碳-钴键C-Co。

2.基于权利要求1所述的一种改性磷酸钴/磷化钴异质结复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤;

a. 将一定量的钴盐溶解在去离子水中,并搅拌均匀一定时间后,加入一定量的NaBH4搅拌均匀后得到溶液A;

b.将经过处理的碳基材浸入溶液A中,静置一定时间后,取出并用去离子水清洗表面后得到表面负载氢氧化钴纳米片的碳基材;

c. 将表面负载氢氧化钴纳米片的碳基材放入管式炉中间,管式炉上游放置磷源,在惰性气氛下进行磷化处理一定时间后,得到表面负载磷酸钴/磷化钴异质结纳米片结构的碳基材;

d. 将表面负载磷酸钴/磷化钴异质结纳米片结构的碳基材进入碳源前驱体溶液一定时间后,高温碳化处理后,即可得到本发明产物碳基材负载的改性磷酸钴/磷化钴异质结纳米片结构复合材料;

所述步骤c中磷源为次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸钙、次磷酸镁、次磷酸钡、次磷酸中的一种以上;磷源与氢氧化钴摩尔比1-3:1;

所述步骤c中磷化温度为500-1000 ℃,用于将氢氧化钴磷化为磷酸钴/磷化钴;

所述步骤c中磷化时间为1-24h;

所述步骤d中的碳源前驱体溶液为葡萄糖或多巴胺,高温碳化处理的条件是在惰性气体中,碳源在800-1200℃高温下分解成碳。

3.根据权利要求2所述的一种改性磷酸钴/磷化钴异质结复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤a中钴盐为硝酸钴、氯化钴中的任意一种钴盐,钴盐浓度为10-500 mM,NaBH4作为还原剂,还原钴盐;所述NaBH4与钴盐质量比为1:20-120。

4.根据权利要求2所述的一种改性磷酸钴/磷化钴异质结复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤b中静置时间0.5-12 h;所述碳基材用浓硝酸浸泡处理;

所述步骤b中碳基材为碳毡、碳布中的任何一种。