[发明专利]黑磷-碳布复合材料及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201711308741.6 | 申请日： | 2017-12-11 |
| 公开（公告）号： | CN108103770B | 公开（公告）日： | 2019-08-09 |
| 发明（设计）人： | 严清峰;张子明;库哈姆 | 申请（专利权）人： | 清华大学 |
| 主分类号： | D06M11/69 | 分类号： | D06M11/69;C25B1/04;C25B11/12;D06M101/40 |
| 代理公司： | 北京润平知识产权代理有限公司 11283 | 代理人： | 刘淼;严政 |
| 地址： | 100084*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 碳布 复合材料 黑磷 制备方法和应用 复合材料领域 电化学反应 电化学性能 碳纤维表面 电化学 材料选择 析氧反应 分解水 制备 表现 生长 | ||
本发明涉及碳布复合材料领域，具体涉及黑磷‑碳布复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料包括碳布和碳布的碳纤维表面生长的黑磷。本发明的黑磷‑碳布复合材料的制备方法能够简单、温和且高效地制得一种新型的黑磷‑碳布复合材料，该黑磷‑碳布复合材料表现出优异的电化学性能，特别是在电化学析氧反应中表现优异，能为电化学反应分解水提供新的材料选择。
技术领域
本发明涉及碳布复合材料领域，具体涉及黑磷-碳布复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
碳布(石墨化碳纤维布)是一种拥有独特功能性质的、可用于支撑功能型材料的三维空间构型的材料。目前，碳布主要用作电沉积的基底材料，以与其它功能材料复合形成新的复合材料，所得的复合材料在电化学和储能方面有着广泛的应用前景。但是,目前涉及碳布复合材料的制备方法及相关性能有待进一步拓展和探究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的黑磷-碳布复合材料及其制备方法和应用，该黑磷-碳布复合材料的制备方法简单、温和且高效，所得的黑磷-碳布复合材料表现出优异的电化学性能，特别是在电化学析氧反应中表现优异，能为电化学反应分解水提供新的材料选择。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种黑磷-碳布复合材料，所述复合材料包括碳布和碳布的碳纤维表面生长的黑磷。
本发明第二方面提供一种黑磷-碳布复合材料的制备方法，该方法包括：在设置有相互连通的第一区域和第二区域的反应体系中，其中，碳布放置于第二区域，红磷、金属锡和碘单质放置于第一区域；在真空条件下，将所述反应体系的第一区域进行升温处理以使得红磷、金属锡和碘单质进行接触反应，以便在第二区域的碳布的碳纤维表面生长黑磷；
所述升温处理将使得第一区域的温度升至500-700℃。
本发明第三方面提供了上述方法所得的黑磷-碳布复合材料。
本发明第四方面提供了上述黑磷-碳布复合材料在电化学领域中的应用。
本发明的黑磷-碳布复合材料的制备方法能够简单、温和且高效地制得一种新型的黑磷-碳布复合材料，该黑磷-碳布复合材料表现出优异的电化学性能，特别是在电化学析氧反应中表现优异，能为电化学反应分解水提供新的材料选择。
附图说明
图1是碳布的SEM图。
图2是实施例1所得的黑磷-碳布复合材料的SEM图。
图3是实施例1所得的黑磷-碳布复合材料的XRD谱图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面提供一种黑磷-碳布复合材料，所述复合材料包括碳布和碳布的碳纤维表面生长的黑磷。
根据本发明，所述复合材料中，黑磷是生长于碳布的碳纤维表面上，并且在碳纤维与黑磷的接触部分，磷与碳发生键合，因此并非简单的物理附着，而是化学键合式的生长。
根据本发明，所述复合材料中的黑磷含量可以在较宽范围内变动，为了获得电化学性能更为优良的复合材料，优选地，以所述复合材料的总重量为基准，所述复合材料中黑磷的含量为20-80重量％，优选为40-60重量％。
根据本发明，优选地，所述黑磷的粒度为100-10000nm，优选为100-500nm。
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