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公开(公告)号：CN118047419A
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202410152164.X
申请日：2024-02-03
Applicant: 湖南科技大学
IPC: C01G49/06 , H01M12/06 , C01B32/168 , C01B32/21 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种功能化氧化铁纳米颗粒的制备方法，首先通过高能球磨处理，在碳酸氢胺分散剂作用下，将石墨的层间距离增加，同时通过球磨作用将具有抑制氢析出的三硫化二铋均匀负载于石墨粉上；接着通过原位沉积方式将形成的氧化铁与三硫化二铋充分混合；进一步高能球磨处理形成均匀颗粒后，再与碳纳米管一起进行水热处理，碳纳米管与石墨和氧化铁颗粒形成相互交缠的网络结构，使电极内部有大量的空间，并且石墨的层间结构也充分减弱了铁电极的钝化现象。本发明的功能化氧化铁纳米颗粒应用于铁‑空气电池时，能针对性地解决铁‑空气电池所存在的主要问题，具有重要的实际意义。
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公开(公告)号：CN113078295B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202110382029.0
申请日：2021-04-09
Applicant: 湖南科技大学
IPC: H01M4/139 , H01M4/1395 , H01M4/13 , H01M4/134 , H01M10/0562 , H01M10/054 , H01M10/058
Abstract: 本发明公开了一种全固态锌/硫电池的制造方法，包括步骤：（1）根据现有技术制备ZrO2掺杂的KOH粉末；（2）固体电解质片制备；（3）锌负极片的制备；（4）硫/石墨烯/碳纸复合物的制备；（5）硫/石墨烯/碳纸/聚苯胺复合物的制备（6）硫正极片的制备；（7）全固态锌/硫电池的制造。本发明的全固态锌/硫电池，采用KOH－ZrO2固体作为电解质，避免了负极锌的自发放电；正极硫在放电时，和固体电解质中的钾离子形成硫化钾，后者是固体，附载于硫正极片上，不会导致硫的流失。硫正极采用碳纸为载体，首先将硫分散于石墨烯表面，随后再用聚苯胺保护，最后通过水热法进一步将硫包覆于三维多孔的碳氮复合物结构中，保证硫的均匀分散。本发明的这种全固态锌/硫电池的结构简单、稳定性好，是一种具有广泛应用前景的便携式移动电源。
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公开(公告)号：CN111477891B
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202010416545.6
申请日：2020-05-18
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 一种低铂载量氮掺杂多孔空心碳球复合物的制备方法，首先制备出对ORR具有良好电活性的非贵金属催化剂，然后在此基础上通过简单的溶液浸渍法，在其上面沉积少量铂纳米颗粒，最后通过石墨烯包覆处理、热处理，将铂纳米颗粒稳定化并形成大量的活性位点，从而形成高度稳定的、低铂载量的、高活性的ORR催化剂。这了实现这一目标，将尿素作为造孔剂，在空心碳球上产生大量的微孔，从而有利于铂纳米颗粒的沉积，并与钴，以及氮等形成大量活性位点；由于钴负载的多孔氮掺杂空心碳球本身就具有良好的ORR活性，所以即使少量的铂纳米颗粒存在，也使最终的催化剂具有与商品铂碳几乎相同的电催化活性。这种新型的电催化剂在燃料电池以及金属‑空气电池等领域具有广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN110690463B
公开(公告)日：2022-04-26
申请号：CN201911013855.7
申请日：2019-10-23
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 一种低铂载量的碳空心球复合材料的制备方法，首先制备石墨烯修饰的、镍钴掺杂的、碳氮复合物覆盖的二氧化硅球；接着将它与铂化合物在乙醇中超声分散，形成纳米铂前驱体；将该前驱体在甲酰胺中进行热反应，铂离子与镍钴反应形成的铂‑镍钴合金分散于体系中；最后通过与可溶性淀粉与双氰胺混合，在高温热解下，形成的铂‑镍钴合金纳米颗粒高度分散于碳氮复合物中，可溶性淀粉与双氰胺在高温热解后形成类似于石墨烯纳米片的复合物，覆盖在催化剂表面，从而使催化剂稳定性得到相应提高。本发明的催化剂的铂含量小，但催化剂的活性稳定性明显提高，具有优异的ORR电活性和稳定性，成本低、过程简单，是一种具有重要应用价值的ORR电催化剂。
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公开(公告)号：CN107394218B
公开(公告)日：2019-07-30
申请号：CN201710633693.1
申请日：2017-07-29
Applicant: 湖南科技大学
IPC: H01M4/90
Abstract: 本发明公开了一种钴掺杂双层碳氮复合物纳米材料的制备方法，步骤：（1）钴掺杂聚多巴胺修饰的碳纳米管CNT@PDA‑Co的制备；（2）CNT@PDA‑Co表面覆盖石墨烯 (rG) 制备CNT@CN‑Co@rG；（3）在CNT@CN‑Co@rG表面覆盖碳氮复合物制备CNT@CN‑Co@rG@CN。本发明利用聚多巴胺热解产生的碳氮复合物对钴进行包裹，充分保证钴的稳定性；同时产生的钴‑氮活性基团对ORR有很强电催化活性；最后通过高温熔盐处理三聚氰胺，明显提高了材料的含氮量和对ORR的电催化活性；通过采用碳纳米管作为材料的内核支撑体，使材料具有多孔的特点，其真实表面积大大增加；利用石墨烯作为中间层，极大地改善了材料的电子传导能力，提高了ORR的速率。本发明的复合材料可以作为阴极材料应用于各类空气燃料电池，具有广泛的应用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109728309A
公开(公告)日：2019-05-07
申请号：CN201910009882.0
申请日：2019-01-05
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种钯纳米线修饰的氮掺杂碳空心球复合材料的制备方法，利用氮掺杂的碳空心球N-HCS作为载体，在其表面生长钯纳米线。但由于钯纳米线的生长一般需要在一个模板上进行，所以本发明首先将N-HCS表面用左旋色氨酸修饰，然后再沉积铜纳米颗粒，以此为种子，再生长铜纳米线；以铜纳米线作为模板，通过铜与钯离子之间的置换反应，钯取代铜，从而形成钯纳米线。本发明可以通过改变铜与钯离子之间的反应摩尔比，从而形成不同组成的复合材料，这类复合材料对乙醇氧化表面出优异的电催化活性，在碱性醇燃料电池中有重要应用。
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公开(公告)号：CN109727783A
公开(公告)日：2019-05-07
申请号：CN201910032723.2
申请日：2019-01-14
Abstract: 本发明公开了一种炭纸负载的碳空心球复合材料，首先通过氮掺杂和氯化锌高温挥发，制备表面多孔的NHCS；接着将二氧化锰纳米颗粒嵌入NHCS的内壁；最后通过电氧化法，在碳空心球表面生长聚苯胺纳米纤维，形成一种炭纸负载的碳空心球复合材料。本发明结合碳空心球、二氧化锰和聚苯胺三者的特点和优势，既保留了二氧化锰的高电容特性，又避免了它本身导电性差的不足；它是一种性能优异的电化学超级电容器的电极材料，可以直接作为电极应用于电化学电容器，并且性能优异，具有广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN109243862A
公开(公告)日：2019-01-18
申请号：CN201811103627.4
申请日：2018-09-21
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种双重修饰的碳空心球复合物的制备方法，包括步骤：（1）在酸化修饰的聚苯乙烯（PS）球上沉积聚多巴胺；（2）再将镍钴盐、葡萄糖和双氰胺固体混合物覆盖在PS表面，随后高温热解，在氮掺杂的碳空心球表面原位生长出空心碳纳米线；（3）通过浸渍法和水热法，在碳空心球内壁生长出镍钴硫化物，从而形成空心碳纳米线和镍钴硫化物双重修饰的碳空心球复合物。本发明结合了碳空心纳米线、氮掺杂碳空心球和镍钴硫化物作为电化学超级电容器电极材料的优点，同时通过碳空心球内壁负载镍钴硫化物，充分保证了镍钴硫化物颗粒的稳定性，从而使这种复合物具有优异的性能，是一种具有重要应用前景的电化学超级电容器电极材料。
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公开(公告)号：CN108899217A
公开(公告)日：2018-11-27
申请号：CN201810753046.9
申请日：2018-07-10
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种内外镶嵌不同电活性物质的氮掺杂碳空心球的制备方法，包括步骤：（1）不同厚度氮掺杂碳空心球（N-HCS）制备；（2）内壁负载锰盐的N-HCS（Mn2+/N-HCS）的制备；（3）内壁镶嵌二氧化锰的N-HCS（MnO2@N-HCS）的制备（；4）MnO2@N-HCS的表面修饰；（5）在MnO2@N-HCS的外表面镶嵌镍钴硫化物。本发明首先将二价锰盐负载在N-HCS空腔内，再通过高锰酸钾溶液的渗透与热处理，使形成的二氧化锰牢固在镶嵌在N-HCS的内壁上；最后通过表面修饰与水热法，将镍钴硫化物纳米颗粒镶嵌在N-HCS的外表面，从而形成内壁镶嵌二氧化锰纳米颗粒、外壁镶嵌镍钴硫化物纳米颗粒的N-HCS。通过控制N-HCS的壁厚，既保证N-HCS的稳定性，也充分发挥镍钴硫化物与二氧化锰的协同作用，显著改善了材料的电容性质。
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公开(公告)号：CN108417853A
公开(公告)日：2018-08-17
申请号：CN201810308542.3
申请日：2018-04-09
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种内层碳镶嵌镍钴纳米颗粒的氮掺杂碳空心球电催化剂的制备方法：首先利用水热法，制备含氧碳层包覆的金属氧化物颗粒；接着，将聚多巴胺沉积于含氧碳层外表面；随后高温热解，聚多巴胺热解形成碳-氮复合物，并结合在含氧碳层的结构中，形成氮掺杂的碳-氮复合物层。而最里层的部分镍-钴氧化物被高温热解产生的碳还原，形成金属单质镍和钴，它们从里向外镶嵌进入碳-氮复合物的结构中，从而在里层形成空腔结构，导致了一种外层碳氮复合物包覆、内层碳镶嵌金属纳米颗粒的碳空心球。本发明的材料对氧还原反应的电催化活性高度稳定，可以反复循环使用，作为阴极材料在锌-空气电池领域具有重要应用。
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