一种氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料及其制备方法与应用，所述制备方法是通过铁氰化钾与氯化铜的配合反应形成配合物，并将此配合物通过其与聚吡咯的相互作用负载到氧化石墨烯基底上，再通过一步煅烧法，同时实现氧化石墨烯的还原、氮的掺杂和铜铁合金球的形成，最终得到高含量均匀氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料。与传统的制备方法相比，本发明专利技术的方法简单、快速、环保，反应条件温和，产率高，且制备的复合材料形貌均匀，氮掺杂量高，掺杂均匀，对析氢反应具有优良的电催化性能。

A nitrogen doped graphene copper iron ball composite and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种氮掺杂石墨烯复合材料、其制备方法及应用，具体涉及一种氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
氢气是一种热值高、无污染的清洁能源，在能源领域有着非常重要的地位。然而，在自然界中，分子态的氢并不存在。目前，分子态氢的制备通常是通过水分解反应（H2O→H2+O2）来实现，其中，电化学分解水因制氢效率高、易产业化等优点成为是重要的制氢方式之一。电化学分解水分为两个半反应，分别为析氢反应(HER，2H++2e→H2)和析氧反应(OER，H2O→2H++2e+O2)。但是电化学分解水反应速率较慢且需要较高的过电位，因此，发展新型的析氢反应电催化剂以加快水分解的反应速率和降低反应过电位是急需解决的问题。对于析氢反应，目前最有效的电催化剂为铂基催化剂，因为它的催化起始过电位接近零，接近热力学电位。然而，铂资源稀缺，且价格高昂，这些限制了铂基电催化剂的大规模商业化应用。因此，开发低成本、高效、稳定的析氢反应电催化剂是目前需要解决的瓶颈问题。最近，一些过渡金属催化剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）配制氧化石墨烯悬浊液，向上述悬浊液中加入氮源和引发剂，搅拌至反应结束，得到的产物经离心分离、洗涤、干燥，得氧化石墨烯@氮源聚合物；/n（2）配制铁氰化钾溶液和氯化铜溶液，将氯化铜溶液加入到铁氰化钾溶液中，搅拌，并超声处理，得混合溶液；将混合溶液放置在黑暗环境中陈化，至产生沉淀，得到的产物经离心分离、洗涤、干燥，得金属有机框架配合物；/n（3）将步骤（1）中得到的氧化石墨烯@氮源聚合物分散在水中，再加入步骤（2）中得到的金属有机框架配合物，搅拌至反应结束，得到的产物经离心分离、洗涤、干燥，得前驱体粉末；/n（4）...

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制氧化石墨烯悬浊液，向上述悬浊液中加入氮源和引发剂，搅拌至反应结束，得到的产物经离心分离、洗涤、干燥，得氧化石墨烯@氮源聚合物；
（2）配制铁氰化钾溶液和氯化铜溶液，将氯化铜溶液加入到铁氰化钾溶液中，搅拌，并超声处理，得混合溶液；将混合溶液放置在黑暗环境中陈化，至产生沉淀，得到的产物经离心分离、洗涤、干燥，得金属有机框架配合物；
（3）将步骤（1）中得到的氧化石墨烯@氮源聚合物分散在水中，再加入步骤（2）中得到的金属有机框架配合物，搅拌至反应结束，得到的产物经离心分离、洗涤、干燥，得前驱体粉末；
（4）将上述前驱体粉末在惰性气氛中加热至800-1000℃进行碳化，并保温1-2h，即得到氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料。


2.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯@铜铁球复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，氮源为吡咯，引发剂为过硫酸钠，或者氮源为多巴胺；反应时间为24-25h，干燥温度为45-60℃，干燥时间为12-14h。


3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，张宇帆，张琦，付明煊，路海君，樊新宇，王海洋，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北;13