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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,属于金属化工领域。
技术介绍
1、高熵合金是一种由五种或五种以上主元金属组成的新型合金,在极端条件下结构力学、能源转换与存储、医疗器械等领域具有重要的应用前景。实现高熵合金的原子级精准制造是其应用的基础。不同元素的物理化学性质差异会限制元素间的均匀混溶,不仅理想的高熵态难以获得,元素的选择也备受限制。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题,本申请提供一种牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,以氮化碳为牺牲模板,实现了对高熵合金的通用制备。
2、为解决上述技术问题,本专利技术采取的技术方案是,一种牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,包括以下步骤:
3、1)制备氮化碳;
4、2)将氮化碳与过渡金属盐物料按比例搅拌混合得到混合物一;
5、3)将混合物一转移至煅烧设备,在气体氛围中进行高温煅烧,煅烧后降温至常温后得到石墨烯负载高熵合金。
6、优化的,上述牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,所述过渡金属盐物料为过渡金属硝酸盐、过渡金属氯化盐、或者过渡金属硫酸盐中的一种或者几种的混合物。
7、优化的,上述牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,过渡金属氯化盐包括氯化钙、氯化镁、四氯化钛、五氯化钒、氯化铬、三氯化铁、二氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化铜、三氯化钌、三氯化铱、氯化锆、氯化铪、五氯化钽、氯化铼、氯化锇、氯化镧、氯化铈、氯化镨、氯化钕、氯化铂、氯
8、过渡金属硝酸盐包括硝酸钙、硝酸镁、硝酸铬、硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铜、硝酸锆、硝酸铈、硝酸锶、硝酸钕等;
9、过渡金属硫酸盐包括硫酸镁、硫酸铬、硫酸钒、硫酸铁、硫酸钴、硫酸镍、硫酸铜、硫酸锆、硫酸铈等。
10、优化的,上述牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,在步骤2)中,将氮化碳与过渡金属盐物料按比例搅拌混合时,将氮化碳与过渡金属盐物料按比例加入到去离子水中并进行超声处理;常温搅拌后抽滤并真空干燥。
11、优化的,上述牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,在步骤3)中,气体氛围为氩气、氮气、氢气/氩气混合气体、氢气等;
12、在步骤3)中,高温煅烧的反应温度为500至1000摄氏度,煅烧时间为1至5小时。
13、优化的,上述牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,氮化碳与过渡金属盐物料的质量比为1000:1至10:1;
14、在步骤2)中,氮化碳与去离子水的比例为,每5升去离子水中加入1克氮化碳;超声处理时间为30分钟至1小时,并在常温下搅拌24小时。
15、优化的,上述牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,在步骤3)中,高温煅烧时,升温时按照10度/分钟的升温速率升温。
16、优化的,上述牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,在步骤1)中,制备氮化碳的方法包括热解、水热处理等。
17、本申请中,可以采用尿素热解制备氮化碳,具体步骤为:取15克尿素置于带盖的坩埚中,然后放置在马弗炉中,以2.3度/分的升温速率升温至550度,保持4小时,冷却至室温后,无需后续处理,即可得到氮化碳。
18、本申请的有益效果为:
19、本申请的技术方案中,以氮化碳为牺牲模板,利用氮化碳表面富含孤对电子的特性来吸附金属离子,以及氮化碳在加热过程中在金属附近原位生成的还原性气体,来协同降低高熵合金的反应吉布斯自由能变;同时氮化碳除了部分生成还原性气体外,剩余的氮化碳会在生成的金属催化作用下原位转变成富缺陷的石墨烯,从而可以在较低温度下实现石墨烯负载高熵合金的制备。另外,该方法利用的氮化碳表面富含孤对电子来吸附金属离子的,从而打破了不同元素的物理化学性质差异对元素间的均匀混溶的限制,实现了对高熵合金的通用制备。同时,本案制备的石墨烯负载高熵合金在适用于多种电催化应用。
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1.一种牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
4.根据权利要求1所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
5.根据权利要求1所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
6.根据权利要求4所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
7.根据权利要求1所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
8.根据权利要求1所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
【技术特征摘要】
1.一种牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
4.根据权利要求1所述的牺牲模板法制备石墨烯负载高熵合金的方法,其特征在于:
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