一种负载金属单原子的氮掺杂多孔石墨烯复合催化剂及其制备方法技术

技术编号:24509102 阅读:132 留言:0更新日期:2020-06-17 03:32
本发明专利技术属于催化剂领域,公开了一种氮掺杂多孔石墨烯负载金属单原子复合催化剂的制备方法,首先以氧化石墨烯、过氧化氢溶液和氨水为主要原料,进行水热反应合成氮掺杂多孔石墨烯;然后引入金属盐溶液,进一步反应实现金属单原子在氮掺杂多孔石墨烯中的合成及负载。本发明专利技术通过对整体工艺流程以及各个关键工艺的反应条件及参数进行改进,可有效简化所述复合催化剂的制备工艺,并可有效提高金属单原子的分散性和催化剂活性,适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种负载金属单原子的氮掺杂多孔石墨烯复合催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂
,具体涉及一种负载金属单原子的氮掺杂多孔石墨烯复合催化剂及其制备方法。
技术介绍
石墨烯因具有独特的石墨化平面结构、高比表面积和良好的导电性等众多优异性质,成为催化剂的理想载体。石墨烯的催化活性可以通过加工和组装薄片来进一步提高,使得所得材料具有与更多暴露的活性位点结合的孔。石墨烯片的有孔结构则导致了其具有更多暴露的催化活性边缘位点;而掺杂的氮原子在sp2杂化的碳骨架中引起电荷离域,从而增加了相邻C原子在费米能级的态密度则可进一步提高其催化活性[Facilesynthesisofporousnitrogen-dopedholeygrapheneasanefficientmetal-freecatalystfortheoxygenreductionreaction.NanoResearch,2017,10(1):305-319.]。此外,由于化学性质的调节,通过形成新的活性位点,将杂原子掺杂到石墨烯的碳网络中可以增强催化活性。>由于单原子催化剂(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载金属单原子的氮掺杂多孔石墨烯复合催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:/n1)氮掺杂多孔石墨烯的合成:向氧化石墨烯水溶液中加入过氧化氢溶液和氮源,混合均匀,加热进行水热反应,得氮掺杂多孔石墨烯;/n2)单原子催化剂的合成:将所得氮掺杂多孔石墨烯均匀分散于水中,然后向所得分散液中加入金属盐溶液,避光搅拌反应,即得所述负载金属单原子的氮掺杂多孔石墨烯复合催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种负载金属单原子的氮掺杂多孔石墨烯复合催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)氮掺杂多孔石墨烯的合成:向氧化石墨烯水溶液中加入过氧化氢溶液和氮源,混合均匀,加热进行水热反应,得氮掺杂多孔石墨烯;
2)单原子催化剂的合成:将所得氮掺杂多孔石墨烯均匀分散于水中,然后向所得分散液中加入金属盐溶液,避光搅拌反应,即得所述负载金属单原子的氮掺杂多孔石墨烯复合催化剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1-10mg/mL;过氧化氢溶液的浓度为0.2-30wt.%。


3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氮源为氨水。


4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯与过氧化氢、氨的质量比为1:(0.045-5):(0.05-30...

【专利技术属性】
技术研发人员:奚江波张宁王刚季珉柏正武
申请(专利权)人:武汉工程大学季珉
类型:发明
国别省市:湖北;42

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