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专利号: 2018112037556
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种NiCo/TiO2纳米管电池电极,其特征在于:所述纳米管电池电极由钛板经阳极氧化形成TiO2纳米管/Ti,然后复合纳米NiCo合金并掺杂N,C形成。

2.根据权利要求1所述的一种NiCo/TiO2纳米管电池电极,其特征在于:所述纳米管电池电极用作直接甲醇燃料电池电极。

3.一种NiCo/TiO2纳米管电池电极的制备方法,其特征在于:所述制备方法具体包括如下步骤:(1)钛板的预处理

将金相砂纸打磨后的钛板放在有机除油液中进行超声除油15分钟,然后将经过除油的钛板用甲醇或乙醇清洗,并用浓度为1mol/L的HF处理10分钟,在蒸馏水中进行超声清洗3次,最后将清洗后的钛板进行烘干则完成钛板的预处理;

(2)钛板的阳极氧化

将预处理后的钛板在电解液中进行阳极氧化,电解电位为20V,电解时间30~120分钟;

用去离子水洗涤氧化后的钛板并烘干,500℃温度下马弗炉空气氛焙烧3小时,即形成TiO2纳米管/Ti;

(3)配制溶液

将NiSO4溶解到甲醇中,配制成浓度为10-20mg/mL的NiSO4/甲醇溶液;将CoSO4溶解到甲醇中,配制成浓度为10-20mg/mL的CoSO4/甲醇溶液;将2-甲基咪唑溶解到甲醇中,形成浓度为50-100mg/mL的2-甲基咪唑/甲醇溶液;

(4)TiO2纳米管/Ti吸附Ni2+和Co2+

将步骤(2)制得的TiO2纳米管/Ti浸渍于Ni、Co的摩尔比为7:3~3:7的NiSO4/甲醇溶液和CoSO4/甲醇溶液的混合液中,并搅拌溶液至NiCo/TiO2纳米管中NiCo的含量达到1~3%,用甲醇进行洗涤,烘干;

(5)形成Ni2+Co2+配合物-TiO2纳米管/Ti

将步骤(4)中得到的吸附了Ni2+和Co2+的TiO2纳米管/Ti搅拌下浸渍于2-甲基咪唑/甲醇溶液中,浸渍4小时,形成Ni2+Co2+配合物-TiO2纳米管/Ti,其中2-甲基咪唑的摩尔数为步骤(4)中NiSO4和CoSO4摩尔数和的5倍,用甲醇洗涤,烘干后得到得到Ni2+Co2+配合物-TiO2纳米管/Ti;

(6)形成NiCo-TiO2纳米管/Ti和掺杂N,C

将步骤(5)得到的Ni2+Co2+配合物-TiO2纳米管/Ti在Ar氛中马弗炉或管式炉600℃焙烧3小时即得NiCo/TiO2纳米管直接甲醇燃料电池电极。

4.根据权利要求3所述的一种NiCo/TiO2纳米管电池电极的制备方法,其特征在于:步骤(2)中钛板在电解液中进行阳极氧化时所用电解液中含有质量分数为0.5%-1%的HF和浓度为1mol/L的H2SO4。