制氢碳基电催化剂的制备方法及其产品和应用技术

技术编号:20772537 阅读:39 留言:0更新日期:2019-04-06 01:08
本发明专利技术提供了制氢碳基电催化剂的制备方法及其产品和应用,在硫酸铵的作用下诱导双氰胺分子经历超分子自组装过程合成多孔的氮化碳,并在此基础上利用葡萄糖为碳源,制备出具有纳米孔结构的高氮含量石墨烯材料。相比于大面积的石墨烯层状催化剂,高掺杂浓度的氮原子能够提供更多的富电子性有利于物质的吸附,这种材料能够表现出非常优异的电化学性能,尤其在电化学制氢方面。该制备方法操作简单,制备成本低,适合于大规模的生产。

Preparation, Products and Applications of Carbon-based Catalysts for Hydrogen Production

The invention provides a preparation method of carbon-based electrocatalysts for hydrogen production and their products and applications. Under the action of ammonium sulfate, dicyandiamide molecules are induced to undergo supramolecular self-assembly process to synthesize porous carbon nitride. On this basis, high nitrogen content graphene materials with nanoporous structure are prepared by using glucose as carbon source. Compared with the large area of graphene layered catalysts, high doping concentration of nitrogen atoms can provide more electron-rich conducive to the adsorption of substances, which can show excellent electrochemical performance, especially in the electrochemical hydrogen production. The preparation method has the advantages of simple operation and low cost, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
制氢碳基电催化剂的制备方法及其产品和应用
本专利技术涉及电催化制氢的
,涉及一种制氢碳基电催化剂的制备方法及其产品和应用,具体公开一种用于电催化分解水制氢的碳基催化剂的制备方法。
技术介绍
化石能源的日渐枯竭以及环境污染问题的越来越严重是威胁着人类生存与发展的重大问题,寻找和发展可替代化石能源的绿色可再生能源已经是目前国内外研究的重点。H2能源燃烧产物仅为水,不产生任何污染,其原子利用率为100%,所以H2作为一种清洁高效的能源一直是科学研究所追求的。利用电能电解水产氢的方法是一种制备H2能源的有效途径,目前已经商业化的催化剂为Pt/C催化剂,但贵金属价格相对昂贵、资源有限,且这种催化剂的循环性有待改善,因此寻求替代商业Pt/C催化剂的非贵金属(非金属)催化剂则成为这一领域的突破口。石墨烯是由碳六元环组成具有周期性的二维结构,是构建零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本组成单元。通过对石墨烯的掺杂,可以有效调节其结构和费米能级,使掺杂后的石墨烯表现出与石墨烯迥异的性能。在石墨烯晶格中引入氮原子后,可以得到氮掺杂石墨烯,实现p型或者n型半导体的转换。氮掺杂的石墨烯,由于其高比表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制氢碳基电催化剂的制备方法,其特征在于,在硫酸铵的作用下诱导双氰胺分子经历超分子自组装过程合成多孔的氮化碳,并在此基础上利用葡萄糖为碳源,制备出具有纳米孔结构的高氮含量石墨烯材料,包括下述步骤:以硫酸铵、双氰胺和葡萄糖为原料,按照硫酸铵、双氰胺和葡萄糖的质量比为(0.05~0.4):40:1将三者混合在水中,在小于85 oC温度的条件下蒸干水分得到超分子自组装白色均匀混合体,然后将该白色物体转移到坩埚中并置于氮气保护的马弗炉中升温到800~1000 oC焙烧,升温程序为 3.3 oC/min,并在对应温度保温1 h, 最终得到黑色蓬松固体,磨碎后即为制氢碳基电催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种制氢碳基电催化剂的制备方法,其特征在于,在硫酸铵的作用下诱导双氰胺分子经历超分子自组装过程合成多孔的氮化碳,并在此基础上利用葡萄糖为碳源,制备出具有纳米孔结构的高氮含量石墨烯材料,包括下述步骤:以硫酸铵、双氰胺和葡萄糖为原料,按照硫酸铵、双氰胺和葡萄糖的质量比为(0.05~0.4):40:1将三者混合在水中,在小于85oC温度的条件下蒸干水分得到超分子自组装白色均匀混合体,然后将该白色物体转移到坩埚中并置于氮气保护的马弗炉中升温到800~1000oC焙烧,升温程序为3.3oC/min,并...

【专利技术属性】
技术研发人员:何丹农王敬锋金彩虹徐少洪郭继鹏
申请(专利权)人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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