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公开(公告)号：CN119615248A
公开(公告)日：2025-03-14
申请号：CN202411773279.7
申请日：2024-12-04
Applicant: 湖南科技大学
IPC: C25B11/091 , C25B11/065 , C25B1/04 , C01B32/22
Abstract: 本发明公开了一种可规模化制备氧还原‑氧析出‑氢析出的三功能电催化剂的方法，首先将石墨进行氧化处理，得到比表面积极大增加的可膨胀石墨粉；接着将可膨胀石墨粉与碳酸铵混合并进行高能球磨处理，碳酸铵作为插层剂在球磨过程中进一步削弱了石墨间的作用力，加上乙二醇作为研磨剂，球磨处理产生了大量碎片状石墨；随后加入的酞菁钴继续通过球磨后破坏为小碎片并固定于碎片状石墨表面；加入双氰胺后进行高温热解处理，得到氮掺杂石墨负载的且碳氮复合物包覆的钴纳米颗粒复合物。这种复合物同时对氧还原、氧析出与氢析出都具有优异的电催化活性与稳定性。本发明的这种复合物的制备过程简单，易于实现规模化生产，在电化学新能源与水电解领域具有重要的实际意义。
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公开(公告)号：CN107845814B
公开(公告)日：2020-02-18
申请号：CN201711110655.4
申请日：2017-11-12
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种适用于酸、碱性电解质溶液中的氧还原反应的高效率电催化剂及其制备方法。本发明的主要内容包括（1）在镍钴盐存在下，制备聚苯胺负载的NiCo催化剂前驱体（NiCo@PANI）；（2）将催化剂前驱体（NiCo@PANI）、多壁碳纳米管(CNT)及不同比例的双氰胺（DCD）混合均匀后在N2气氛中于800℃下加热，得到镍钴掺杂C‑N复合材料（NiCo@C‑N）；（3）再以上述NiCo@C‑N复合材料为载体，利用KMnO4和MnCl2反应所产生的二氧化锰（MnO2），制备出MnO2‑NiCo@C‑N复合材料催化剂。本发明的MnO2‑NiCo@C‑N催化剂无论在酸性、碱性溶液中，都对氧还原反应具有极高的电催化活性；本发明的催化剂主要由非铂金属（镍‑钴）和碳‑氮组成，催化剂成本大大降低，而且电催化活性强，在燃料电池和金属‑空气电池有广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN108584915B
公开(公告)日：2021-09-14
申请号：CN201810560150.6
申请日：2018-06-03
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种规整六边形的蜂窝状碳纳米材料的制备方法，包括步骤：（1）PMMA乳状液的合成；（2）将PMMA乳状液在不同条件下密封放置一定时间，得到PMMA蜂窝模板；（3）在PMMA蜂窝模板的间隙中形成间苯二酚甲醛树脂，从而形成蜂窝状的碳前驱体；（4）将上述前驱体在氮气气氛下，通过分步热解方式，蜂窝状的碳前驱体在加热后开始软化，并不断向蜂窝模板的间隙流动，并最终在模板的外围连接起来，随着热解温度的不断升高，模板被除去，并且连接在一起的碳前驱体不断调整其内部结构，并最终得到具有稳定结构的蜂窝碳纳米材料。
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公开(公告)号：CN108837826B
公开(公告)日：2020-11-06
申请号：CN201810532835.X
申请日：2018-05-29
Applicant: 湖南科技大学
IPC: B01J23/42 , B01J23/44 , B01J23/75 , B01J23/755 , B01J23/89 , B01J27/24 , B01J33/00 , B01J35/00 , B01J35/08 , B01J37/08
Abstract: 本发明公开了一种碳空心球内层负载的金属纳米催化剂制备方法，包括步骤：（1）制备碳空心球（CHS）；（2）将碳空心球的壳层微孔化处理；（3）酸化处理；（4在碳空心球空腔与表面微孔中填充金属氧化物；（5）在中性溶液中将碳空心球表面用聚多巴胺修饰；（6）氧化石墨烯修饰的碳空心球的制备；（7）碳空心球内层负载的金属纳米催化剂的制备。本发明制备的金属纳米催化剂通过碳层和石墨烯的保护，大大增强了材料的电化学性能和稳定性。
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公开(公告)号：CN108479839A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810267860.X
申请日：2018-03-29
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种碳-氮复合物包覆的镍-钴-铁/碳-氮材料的制备方法，包括步骤：(1）制备含明胶的镍、钴和亚铁离子乙二胺络合物的混合物；（2）将三聚氰胺分散于该混合物中形成催化剂前驱体-1；(3）将催化剂前驱体-1分步热解，得到催化剂前驱体-2；(4）在催化剂前驱体-2的表面修饰聚多巴胺，随后热解，得到一种碳-氮复合物包覆的镍-钴-铁/碳-氮材料。本发明首先将镍、钴和亚铁离子的乙二胺络合物按一定比例掺杂进入碳-氮复合物结构中，这些金属相互之间的协同效应也极大地提高了催化剂的电活性；采用分步热解使氮以原位方式高效率掺入碳结构中；通过在催化剂颗粒表面形成碳-氮复合物保护层，极大提高了催化剂的稳定性和电催化活性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107934935A
公开(公告)日：2018-04-20
申请号：CN201711176718.6
申请日：2017-11-22
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种氮掺杂碳纳米纤维的制备方法，包括步骤：（1）材料前驱体制备与高温碳化；（2）氮掺杂碳纳米纤维制备。本发明以镍盐和钴盐作为催化剂，以葡萄糖作为碳源，以三聚氰胺和双氰胺作为氮源，将它们的混合物通过简单的高温热解，制备出氮掺杂的碳纳米纤维。这种碳纳米纤维的管径小，并且在高温热解形成碳纳米纤维的同时，氮也掺杂进入碳结构内部。这种氮掺杂的碳纳米纤维作为电化学超级电容器的电极材料具有优异的性质，并且它的制备过程简单，操作容易；使用的原料成本低，容易获得。本发明的制备氮掺杂的碳纳米纤维的方法不仅可用于实验室研究，也可用于工业上大规模生产，具有重要的研究与应用价值。
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公开(公告)号：CN119994319A
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510055766.8
申请日：2025-01-14
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种铁‑空气电池的铁电极及其制备方法，通过将聚苯胺与饱和氯化钠溶液混合并高温热解制备得到多孔氮掺杂碳粉；将所述多孔氮掺杂碳粉与表面硫化处理的铁颗粒混合并进行高能球磨处理，得到碳包覆的表面硫化处理的铁颗粒；再将所述碳包覆的表面硫化处理的铁颗粒与碳纳米管在乙醇中进行超声处理，得到具有三维多孔结构的铁催化剂粉末；最后将其涂覆在不锈钢网表面并进行热压处理，得到铁电极产品。通过将铁颗粒硫化处理，降低了铁颗粒在充放电过程的钝化，通过氮掺杂碳粉的包覆处理，进一步稳定了铁电极；最后通过超声处理，使碳纳米管与铁催化剂粉末相互缠绕，形成三维多孔结构，有利于电极的整体稳定并固定充放电过程中的产物。
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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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公开(公告)号：CN107946085A
公开(公告)日：2018-04-20
申请号：CN201711176733.0
申请日：2017-11-22
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种表面修饰的氮掺杂碳空心球负载的二氧化锰产品的制备方法，包括以下步骤：（1）制备碳空心球（HCS）；（2）制备聚多巴胺修饰的碳空心球（PDA-HCS）；（3）制备石墨烯修饰的氮掺杂碳空心球（N-HCS@Gr）；（4）制备聚苯胺修饰的N-HCS@Gr（N-HCS@Gr@PANI）；（5）制备用石墨烯和聚苯胺进行表面修饰的氮掺杂碳空心球负载的二氧化锰产品（N-HCS@Gr@PANI@MnO2）。本发明的这种N-HCS@Gr@PANI@MnO2产品充分结合了氮掺杂碳空心球优异的性能、石墨烯巨大的表面积和优异的导电性、PANI的还原性和导电性，以及二氧化锰自身优异的电容特性，从而使它表现出非常高的比电容，是一种有广泛应用前途的超级电化学电容器的电极材料。
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公开(公告)号：CN107871917A
公开(公告)日：2018-04-03
申请号：CN201711110667.7
申请日：2017-11-12
Applicant: 湖南科技大学
IPC: H01M12/08
CPC classification number: Y02E60/128 , H01M12/085
Abstract: 本发明公开了一种中性溶液中的锌-空气电池及其制造方法。本发明首先以聚苯胺、双氰胺和三聚氰胺为氮源和部分碳源，用热解法制备了镍钴掺杂的C-N复合物催化剂Ni-Co/C-N；双氰胺热解所产生的石墨烯片同时也有利于催化剂本身的导电性；然后将Ni-Co/C-N涂覆在碳纸的表面组成空气电极；最后以KNO3溶液作为电解质，分别以空气电极与锌片为正极与负极，组装成中性溶液中的锌-空气电池。本发明的Ni-Co/C-N催化剂的制备过程简单，成本低；所发明的中性锌-空气电池性能稳定，有效避免了电池的自发放电，电池能以较高的电流密度稳定放电。
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