一种单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及电池催化剂技术领域，具体涉及一种单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法及其应用。所述方法包括：（1）将三聚氰胺或双氰胺与乙二醇混合后边搅拌边滴加硝酸溶液，反应完成后分离出其中的固体产物，即得三聚氰胺纤维或双氰胺纤维；（2）将所述三聚氰胺纤维或双氰胺纤维浸泡于乙醇中，然后向乙醇中继续加入碳源、杂原子源和金属源，搅拌均匀后静置，得到三元素前体包覆的三聚氰胺纤维或双氰胺纤维。（3）将该三元素前体包覆的三聚氰胺纤维或双氰胺纤维碳化，即得。本发明专利技术制备碳纳米带各种元素掺杂均匀且呈单原子分散，掺杂元素的含量和种类可控，可用于电池、光催化、催化氧化、气体传感器和药物输运领域。

【技术实现步骤摘要】
一种单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法及其应用
本专利技术涉及电池催化剂
，具体涉及一种单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法及其应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。化石燃料的大量燃烧导致全球污染日益严重，发展环境友好可持续的新型能源有望缓解这一问题。质子交换膜燃料电池和新空电池等由于具有高的理论能量密度和低排放的特点引起了广泛关注，然而阴极氧还原反应缓慢的动力学过程严重制约了其整体性能。铂基材料可以高效地催化氧还原反应，然而其高昂的价格和低稳定性阻碍了大规模商业化发展。因此，开发高活性低成本的新型催化剂具有重要意义。金属单原子催化剂是以固定在特定载体上的孤立金属原子作为催化活性位点，是一种极具潜力的新型催化剂。在单原子的众多载体中，以石墨烯、碳纳米管、碳纳米带为代表的碳材料由于具有优异的导电性和稳定性，是近年来单原子载体的研究热点，其中碳纳米带由于具有较大的比表面积、化学性质稳定等优点备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法，包括如下步骤：/n（1）将三聚氰胺或双氰胺与乙二醇混合后边搅拌边滴加硝酸溶液，反应完成后分离出其中的固体产物，即得三聚氰胺纤维或双氰胺纤维；/n（2）将所述三聚氰胺纤维或双氰胺纤维浸泡于乙醇中，然后向乙醇中继续加入碳源、杂原子源和金属源，搅拌均匀后静置，得到三元素前体包覆的三聚氰胺纤维或双氰胺纤维；/n（3）将该三元素前体包覆的三聚氰胺纤维或双氰胺纤维碳化，即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法，包括如下步骤：
（1）将三聚氰胺或双氰胺与乙二醇混合后边搅拌边滴加硝酸溶液，反应完成后分离出其中的固体产物，即得三聚氰胺纤维或双氰胺纤维；
（2）将所述三聚氰胺纤维或双氰胺纤维浸泡于乙醇中，然后向乙醇中继续加入碳源、杂原子源和金属源，搅拌均匀后静置，得到三元素前体包覆的三聚氰胺纤维或双氰胺纤维；
（3）将该三元素前体包覆的三聚氰胺纤维或双氰胺纤维碳化，即得。


2.根据权利要求1所述的单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，步骤（1）中，所述三聚氰胺或双氰胺、乙二醇、硝酸的比例依次序为1~25g：50~1000ml：0.25×10-3~1mol；
或者，步骤（1）中，采用抽滤、过滤、离心方法中的任意一种分离出反应液中的所述固体产物。


3.根据权利要求1所述的单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，步骤（2）中，按质量百分数计，所述碳源添加量为50~95%、杂原子源为10~45%.、金属源为0.1~5%。


4.根据权利要求1所述的单原子分散三元素掺杂碳纳米带的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述碳源包括聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯胺、硼酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李加杰，邹善宝，鲁跃，刘训道，董德华，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37