[发明专利]一种LaCoO3/N-rGO复合物及其制备和应用方法

摘要

本发明公开了一种LaCoO3/N‑还原氧化石墨烯(rGO)复合物及其制备和应用方法，其制备方法为：首先分别通过溶胶‑凝胶法制备LaCoO3和改进的Hummers方法制备氧化石墨烯(GO)，再在氨水的存在下通过湿化学法制备得到LaCoO3/N‑rGO复合物；该制备方法简单、成本低，有利于工业化生产；所制备的LaCoO3/N‑rGO复合物作为可充放金属燃料电池氧还原(ORR)和氧析出(OER)双功能催化剂，活性高，稳定性好，相对于商用20wt％Pt/C、LaCoO3/rGO和LaCoO3，具有更好的综合性能，展现出很好的应用前景。

主权项

1.一种LaCoO3/N‑rGO复合物，其特征在于，1)LaCoO3/N‑rGO的制备:首先通过溶胶‑凝胶法制备LaCoO3，称取0.01mol La(NO3)3·6H2O、0.01mol Co(NO3)3·6H2O和0.02mol EDTA溶解到100mL去离子水中，并加入0.03mol柠檬酸；然后通过滴加NH3·H2O溶液调制溶液pH值为8，将该溶液在80℃水浴中不断搅拌直至得到浅红色的凝胶， 将该凝胶在280℃马弗炉中煅烧1h，研磨后再于800℃下煅烧2h，得到LaCoO3颗粒；2)采用改性的Hummers方法制备GO，称取1g鳞片石墨和20g NaCl混合并研磨15min，采用去离子水通过真空抽滤方式洗去NaCl；湿石墨粉经60℃真空干燥30min后转至250mL圆底烧瓶中后，加入23mL 98wt％浓硫酸磁力搅拌24h，再加热至35℃在搅拌下加入0.5g NaNO3；5min后，将悬浮液转移至冰浴中，在搅拌下十分缓慢地加入3g KMnO4并控制体系温度低于20℃，再于35℃和搅拌的条件下加热120min，缓慢加入46mL去离子水后加热至98℃搅拌30min；当该混合物冷却至室温继续搅拌30min，然后加入140mL去离子水和10mL 30wt％H2O2；沉淀经离心、分别用5wt％HCl溶液和去离子水洗涤2至3次后再分散在1500mL无水乙醇中超声60min，得到棕黑色GO悬浮液；3)称取24.3mg LaCoO3颗粒加入到2mLGO乙醇悬浮液中，同时加入60mL无水乙醇；室温下超声30min后于80℃下加热搅拌5h，冷却至室温后转移至80mL高压反应釜中，并滴加2mL氨水，在180℃条件下溶剂热反应10h；冷却至室温，最后通过离心、去离子水洗涤、冷冻干燥得到LaCoO3/N‑rGO复合物。