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申请/专利权人：华东理工大学

摘要：本发明公开了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，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。

主权项：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：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，所述钴前驱体将在后续步骤中用于引入钴元素；S200，水溶液分散：取一定体积的去离子水，置于适宜的容器中，将称量好的氧化碳纳米管和铵盐依次加入水溶液中，使用超声波处理仪进行充分超声分散，形成稳定的悬浮液，此步骤有助于增加后续反应中材料的均匀性和活性；S300，逐滴加入：在持续搅拌和超声分散的条件下，将钴前驱体溶液逐滴加入到上述氧化碳纳米管和铵盐的混合悬浮液中，注意控制滴加速度，避免局部浓度过，继续超声分散一段时间，直至钴前驱体完全溶解并均匀分散在混合液中，此步骤确保钴元素能够均匀分布于纳米管表面及其周围，为后续的反应提供有利的条件；S400，冷冻处理：将上述混合液转移至冷冻干燥设备中，进行冷冻处理，通过降低温度使溶液中的水分迅速结冰，形成固态冰晶；S500，真空干燥：在真空条件下，逐渐升温使冰晶升华，从而去除样品中的水分，得到干燥的粉末状物质，这一步骤保留了材料的多孔结构和较大的比表面积，有利于后续的热处理过程；S600，热处理装置设置：将冷冻干燥得到的粉末置于热处理炉的下游位置，同时在上游位置放置含氮化合物，确保炉内充满氩气气氛，以排除氧气等可能干扰反应的气体；S700，加热处理：启动热处理炉，按照预定的升温程序进行加热，在加热过程中，粉末中的钴前驱体会发生分解和还原反应，同时铵盐和含氮化合物分解产生的氮原子会掺杂到纳米管及钴基化合物中，形成氮掺杂的催化材料；S800，降温与酸洗：待加热完成后，让样品在氩气气氛中自然降温至室温，将样品取出并置于适当的酸溶液中进行酸洗处理，去除未反应的杂质和表面残留物，酸洗后，用去离子水多次洗涤至中性，并干燥得到最终的可控氮掺杂电催化氧还原合成H2O2的催化材料。

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