富含边缘缺陷的硫、氮共掺杂石墨烯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种富含边缘缺陷的硫、氮共掺杂石墨烯及其制备方法和应用。本发明专利技术将前驱体均匀混合于石墨烯的悬浮液中，利用快速的两步合成法：水热和化学气相沉积即可制备出边缘缺陷富集的硫、氮共掺杂石墨烯，硫脲固有的配位结构能在两步合成中保留，并诱导边缘缺陷产生，提供大量活性位点。本发明专利技术的制备方法合成简单、重复性高、可大量制备，而且前驱体廉价易得。得。得。

【技术实现步骤摘要】
富含边缘缺陷的硫、氮共掺杂石墨烯及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电化学领域，具体涉及一种富含边缘缺陷的硫、氮共掺杂石墨烯及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]过氧化氢（H2O2）是一种重要的化学品，在化工、医药和环境保护等领域被广泛应用。目前，双氧水主要由复杂和高能耗的蒽醌法制备，但需要昂贵的钯催化剂，同时产生大量的有机废弃物。因此，通过电催化氧还原生成过氧化氢 （ORHP）是一种经济有效的方法，可用来替代传统的蒽醌法。对于ORHP，不同于常规的四电子转移的氧还原（4e
‑
ORR）生成水，而是通过两电子转移的途径（2e
‑
ORR）直接生成H2O2。铂、钯及其合金由于独特的电子结构，具有高的ORHP活性。但用于制备催化剂成本过高，难以大规模实际应用。因此，开发高效、廉价、并能抑制4e
‑
ORR的催化剂材料，对实现绿色生成H2O2至关重要。
[0003]非金属纳米碳材料如石墨烯、炭黑、碳纳米管等，受到了广泛的关注。其中，石墨烯因具有大的比表面积，是良好的催化剂载体。但本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富含边缘缺陷的硫、氮共掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于：以硫脲前驱体与氧化石墨烯吸附和水热自组装，通过化学气相沉积制备了硫、氮共掺杂石墨烯，硫脲固有的配位结构能通过水热自组装化学嫁接在石墨烯边缘，并诱导边缘缺陷产生，提供大量活性位点。2.根据权利要求1所述的富含边缘缺陷的硫、氮共掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）制备氧化石墨烯超声分散在去离子水中，超声8 h，得到氧化石墨烯浓度为2 mg/mL的均匀悬浮液；（2）水热反应：将硫脲CH4N2S加入到步骤（1）制得的氧化石墨烯悬浮液中，搅拌2 h，然后置于水热釜中加热反应，反应温度为180~200 ℃，反应时间为12~24 h，反应完成后，将水热釜冷却，取出柱状产物置于冷冻干燥机中干燥不少于24 h，得到干燥的气凝胶；（3）化学气相沉积：将步骤（2）中制得的气凝胶放入管式炉中心，设置炉温为800~900 o
C，气体流量为Ar:100
ꢀ±ꢀ
5 sccm、NH3:50
ꢀ±ꢀ
5 sccm，总气压为2.8
±
0.1 Torr；高温热处理反应0.5~2 h后，即制得富含边缘缺陷的硫、氮共掺杂石墨烯。3.根据权利要求2所述的富含边缘缺陷的硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：范修军，牟志星，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：