[发明专利]一种双溶剂辅助明胶包裹制备氮掺杂碳框架的方法在审
申请号: | 202210459818.4 | 申请日: | 2022-04-28 |
公开(公告)号: | CN114682290A | 公开(公告)日: | 2022-07-01 |
发明(设计)人: | 连跃彬;杨小雨;徐伟龙;肖进;杜晓娇;郑敏;张燕南;杜文汉 | 申请(专利权)人: | 常州工学院 |
主分类号: | B01J27/24 | 分类号: | B01J27/24;B01J35/02;B01J35/10;C25B1/04;C25B11/091;H01M4/96;H01M12/06 |
代理公司: | 常州西创专利代理事务所(普通合伙) 32472 | 代理人: | 姬宁宁 |
地址: | 213032 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 溶剂 辅助 明胶 包裹 制备 掺杂 框架 方法 | ||
1.一种双溶剂辅助明胶包裹制备氮掺杂碳框架的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将模板材料加入去离子水中,超声分散5~30min,加入明胶,加热、搅拌使明胶溶解,得原料分散液,其中的模板材料为无机纳米颗粒或有机纳米颗粒;
S2:向步骤S1制备的原料分散液中加入明胶的不良溶剂,使明胶析出并包覆于模板材料表面,依次经过滤或离心、洗涤、烘干,得包覆有明胶的模板材料;
S3:模板材料为无机纳米颗粒时,将包覆有明胶的模板材料置于管式炉中,并于惰性气体氛围下煅烧一定时间,然后浸渍于蚀刻剂中除去模板材料,得氮掺杂碳框架;
模板材料为有机纳米颗粒时,将包覆有明胶的模板材料置于管式炉中,惰性气体氛围下煅烧一定时间,得氮掺杂碳框架。
2.如权利要求1所述的双溶剂辅助明胶包裹制备氮掺杂碳框架的方法,其特征在于,所述的步骤S1中,模板材料为聚苯乙烯纳米球、聚甲基丙烯酸甲酯纳米球、SiO2纳米球、MOFs纳米颗粒中的一种。
3.如权利要求2所述的双溶剂辅助明胶包裹制备氮掺杂碳框架的方法,其特征在于,所述的模板为SiO2纳米球时,步骤S3中所述的蚀刻剂为氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液;
所述的模板为MOFs纳米颗粒时,步骤S3中所述的蚀刻剂为盐酸水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液中的一种。
4.如权利要求1所述的双溶剂辅助明胶包裹制备氮掺杂碳框架的方法,其特征在于,所述的步骤S1中,明胶的分子量为1万-10万,原料分散液中明胶和模板材料的质量浓度均为0.01-0.1g/mL,明胶加入后的加热温度为40-90℃、搅拌时间为20-60min。
5.如权利要求1所述的双溶剂辅助明胶包裹制备氮掺杂碳框架的方法,其特征在于,所述的步骤S2中,明胶的不良溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种,去离子水与明胶的不良溶剂体积投料比为1∶2~10。
6.如权利要求1所述的双溶剂辅助明胶包裹制备氮掺杂碳框架的方法,其特征在于,所述的步骤S3中,惰性气体为氮气、氩气中的一种,惰性气体的加入流速为10-200mL/min,煅烧温度为500-900℃,保温时间为30min-4h。
7.如权利要求6所述的双溶剂辅助明胶包裹制备氮掺杂碳框架的方法,其特征在于,所述的步骤S3中,蚀刻剂的溶质摩尔浓度为0.1-5M,蚀刻时间为30min-24h,浸渍蚀刻操作时固液投料比为1g/100mL。
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