Pd单原子掺杂的石墨烯/氮掺杂无定形碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料技术领域，具体为Pd单原子掺杂的石墨烯/氮掺杂无定形碳复合材料及其制备方法。本发明专利技术以细菌纤维素为原材料制备铁单原子掺杂的石墨烯材料，制备步骤包括：将冷冻干燥后的细菌纤维素浸泡在催化剂溶液中，取出、冷冻干燥；惰性气体下煅烧、酸化；包覆多巴胺，冻干，煅烧；负载钯金属单质。与传统的制备石墨烯方法不同，本发明专利技术方法工艺安全、操作简单，大大降低了生产成本，对环境几乎没有污染，实现了大面积生物质石墨烯单晶低成本快速制备，便于在大规模器件制备中的应用；另外，通过含碳化合物对其包覆后煅烧，形成结晶性不同的两种碳材料，负载的金属单质为单原子，大大减少了贵金属的添加量，显著地提升了材料性能。

PD single atom doped graphene / nitrogen doped amorphous carbon composite and its preparation

【技术实现步骤摘要】
Pd单原子掺杂的石墨烯/氮掺杂无定形碳复合材料及其制备方法
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种Pd单原子掺杂的石墨烯/氮掺杂无定形碳复合材料及其制备方法。
技术介绍
石墨烯（GO）是由碳原子以sp2键杂化而成的，通过六边形周期排布而成的单原子厚度（GO理论厚度0.35nm，实测约为0.8nm）的二维共轭纳米材料。在平面方向，GO中碳原子以σ键相连；在垂直方向，平行排列的p轨道相互重叠形成离域π键。GO这种独特的结构，使其具备一系列优异的物理化学性质—优良的力学、电学、光学和热学性质，在电子信息、场效应晶体管、导热散热材料、高能芯片、触控显示、传感器、以及能量储能等领域具有极大的研究价值和应用潜质，极有可能对与这些领域相关的产业带来巨大的技术变革，有着相当重要的经济价值和社会意义。目前传统石墨烯制备方法工艺复杂，成本高，环境污染严重等不足，难以满足大规模、可控、高效石墨烯的制造需求，急需研发低廉、环保石墨烯制备新原理新方法。生物质资源具有价格低廉、来源广泛、产量丰富、可降解、可再生等优点。以生物质为原料合成的石墨烯材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Pd单原子掺杂的石墨烯/氮掺杂无定形碳复合材料的制备方法，其特征在于，以生物质细菌纤维素为原料，具体步骤如下：/n步骤一：将细菌纤维素进行预处理：将细菌纤维素冷冻干燥；/n步骤二：配制催化剂水溶液：将催化剂加入到去离子水中，搅拌均匀；/n步骤三：将步骤一得到的细菌纤维素浸泡于步骤二得到的溶液中，至膨胀接近于初始形态，干燥；/n步骤四：热处理，将步骤三得到的前驱体于惰性气体、氨气、氢气气氛下碳化处理；/n步骤五：将步骤四中得到的产物酸化、抽滤、水洗、干燥，除去铁基化合物，得到生物质石墨烯材料；/n步骤六：将步骤五得到的前驱体置于盐酸多巴胺-Tris混合溶液中搅拌，反应得到聚多巴胺/石墨烯...

【技术特征摘要】
1.一种Pd单原子掺杂的石墨烯/氮掺杂无定形碳复合材料的制备方法，其特征在于，以生物质细菌纤维素为原料，具体步骤如下：
步骤一：将细菌纤维素进行预处理：将细菌纤维素冷冻干燥；
步骤二：配制催化剂水溶液：将催化剂加入到去离子水中，搅拌均匀；
步骤三：将步骤一得到的细菌纤维素浸泡于步骤二得到的溶液中，至膨胀接近于初始形态，干燥；
步骤四：热处理，将步骤三得到的前驱体于惰性气体、氨气、氢气气氛下碳化处理；
步骤五：将步骤四中得到的产物酸化、抽滤、水洗、干燥，除去铁基化合物，得到生物质石墨烯材料；
步骤六：将步骤五得到的前驱体置于盐酸多巴胺-Tris混合溶液中搅拌，反应得到聚多巴胺/石墨烯复合物；
步骤七：将步骤六中得到的石墨烯/聚多巴胺复合物于惰性气体、氨气、氢气氛围中煅烧，得到石墨烯/氮掺杂无定形碳复合物；
步骤八：将步骤七中得到的石墨烯/氮掺杂无定形碳复合材料置于K2PdCl4水溶液中反应；
步骤九：将步骤八中得到的产物抽滤、水洗、干燥，得到Pd单原子掺杂的石墨烯/氮掺杂无定形碳复合材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中的细菌纤维素为醋酸菌属、根瘤菌属、土壤杆菌属、八叠球菌属等微生物合成的纤维素中的某一或某些。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的催化剂为K4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]、FeCl3、FeCl2中的一种或者几种，催化剂溶液浓度为0.5～10mol/L。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，徐睿，殷杰，池凯，
申请(专利权)人：珠海复旦创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44