您所在的位置: 成果库 高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料及其制备与应用

高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料及其制备与应用

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2024-07-18 08:44:39

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2024-07-18 08:44:39
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

一种高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，制备方法为：将钴盐与金属M盐(M＝Mo或W)的混合水溶液与尿素水溶液混合，得到前驱体溶液，加入经预处理的泡沫镍基底，于90～160℃反应1～12h，在泡沫镍基底上得到前驱体材料，将其与NaBH4放入管式炉中，在惰性气体保护下升温至300～350℃煅烧2～9h，即得；本发明采用金属阳离子掺杂和引入氧空位的方式，有效调控材料电子结构和载流子浓度，提高材料的本征电导率和氧化还原反应的多样性；还进一步调节了复合纳米材料的微观形貌，增加其比表面积，有效的缩短离子的传输路径；采用该类材料作为析氧反应电极，在碱性体系中表现出优异的析氧催化性能和稳定性。

本发明目的在于提供一种高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴复合纳米材料(记作： M/CoOx，金属阳离子M为Mo或W)，并将其作为电极应用于电解水的半反应析氧反应中。

高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料在电池、催化、传感器等领域具有广泛的应用前景。该材料的制备方法简单、成本低廉，且具有良好的导电性、催化活性和稳定性，能够有效地提高电池的容量和循环性能、加速催化反应的进行、提高传感器的灵敏度和稳定性。因此，该材料的制备与应用是当前材料科学领域的一个重要研究方向，具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。

浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”（2011计划）协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校，坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务，以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色，大力培养德智体美劳全面发展，富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。

本发明所述复合纳米材料具有二维超薄纳米片堆积的多级结构，其比表面积不少于120m2 g-1，有利于提供更多的氧化还原反应位点，有效缩短离子传输路径。本发明中掺杂剂为钼源或钨源，以最高价金属离子的形式(+6)存在，掺杂原子百分比为3.5～20％，同时钴基复合材料富含氧空位，可以有效调控氧化钴材料的电子结构，提高本征电导率。

本发明所述复合纳米材料的制备方法具有工艺简单、重现性好、成本低廉、环境友好等优点。将所制备的M/CoOx复合纳米材料用于电催化析氧反应，在碱性溶液中表现出较低的过电位，具有较为广阔的应用前景。值得注意的是，这也是M/CoOx在电催化析氧领域的首次应用。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。