一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法与应用。包括：(1)氧化石墨烯加入溶剂，加无机碱、磺酰氯并加热搅拌，反应后除去溶剂洗涤、离心、干燥，煅烧，得硫掺杂还原氧化石墨烯；(2)卟吩和金属盐加入溶剂，回流，得金属卟啉；(3)硫掺杂还原氧化石墨烯加入金属卟啉并超声，转移到高压釜反应后离心、洗涤、干燥，得金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂。应用：该电催化剂应用于金属‑空气电池或燃料电池中阴极氧还原反应。本发明专利技术的电催化剂催化性能好、制备方法简单、成本低，对开发新型电化学催化剂及能源转换和储存器件具有重要的理论和实际意义。

Preparation and application of sulfur doped graphene oxide electrocatalyst modified by metalloporphyrin

【技术实现步骤摘要】
一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法与应用
本专利技术涉及新能源材料及电化学催化
，具体涉及一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法与应用。
技术介绍
随着人们生活水平的提高、社会的快速发展，环境污染和能源危机问题日趋严重，因此，研究者们将大量精力投入到了高效、低成本、环境友好的能源转换及储存系统的研究和开发方面。其中氧还原反应(ORR)是在燃料电池和金属空气电池中普遍存在的阴极反应，考虑到催化剂的活性和稳定性，用于ORR反应的催化剂主要有Pt及其合金，但这些贵金属在自然界中非常稀少，而且价格昂贵。开发高性能、低成本氧还原电催化剂是推动燃料电池及其技术发展的关键，因此，研发新型氧还原电催化剂成为了该领域中人们关注的热点课题之一。在非金属催化剂中，碳材料由于来源丰富、廉价易得，且本身具有密度小、比表面积大和导电性优良等特点，已作为电催化剂在多种反应中表现出了良好的催化活性。然而单纯的碳材料尽管有良好的导电性，但ORR性能还有提高空间。
技术实现思路
本专利技术目的在于提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n(1)将氧化石墨烯加入有机溶剂中并超声处理，然后加入无机碱并搅拌，接着加入磺酰氯并加热搅拌，反应完毕后冷却至室温，除去溶剂后洗涤、离心分离、干燥，然后升温煅烧，冷却至室温，得到硫掺杂还原氧化石墨烯；/n(2)将卟吩和金属盐加入到有机溶剂中，加热回流，得到金属卟啉溶液；/n(3)将硫掺杂还原氧化石墨烯加入到金属卟啉溶液中并超声处理，然后转移到高压釜中反应，反应完毕后离心分离、洗涤、干燥，得到金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯加入有机溶剂中并超声处理，然后加入无机碱并搅拌，接着加入磺酰氯并加热搅拌，反应完毕后冷却至室温，除去溶剂后洗涤、离心分离、干燥，然后升温煅烧，冷却至室温，得到硫掺杂还原氧化石墨烯；
(2)将卟吩和金属盐加入到有机溶剂中，加热回流，得到金属卟啉溶液；
(3)将硫掺杂还原氧化石墨烯加入到金属卟啉溶液中并超声处理，然后转移到高压釜中反应，反应完毕后离心分离、洗涤、干燥，得到金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂。


2.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯中的一种或几种；所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾、氢氧化钾中的一种或几种；所述磺酰氯为对甲苯磺酰氯、苯基磺酰氯、甲基磺酰氯、苄基磺酰氯中的一种或几种；所述洗涤使用的溶剂为去离子水、甲醇溶液、乙醇溶液中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氧化石墨烯与所述无机碱和所述磺酰氯之间的质量比为1：(2-4)：(2-6)。


4.根据权利要求1所述的一种金属卟啉修饰的硫掺杂还原氧化石墨烯电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声处理时间为10-40分钟，所述搅拌时间为1-4小时，所述加热温度为60-100℃，加热搅拌时间为8-12小时，所述升温煅烧采用管式气氛炉在惰性气体保护下进行升温煅烧，升温速率为3-10℃/分钟，升温至600-900...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾海浪，赵姣，彭智杰，关明云，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32