[发明专利]一种双重位点催化氧还原的铁氮掺杂石墨烯多孔材料及其制备方法和应用

摘要

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种双重位点催化氧还原的铁氮掺杂石墨烯多孔材料及其制备方法和应用。所述多孔材料是由石墨碳包覆的碳化铁嵌入氮掺杂多孔石墨烯带网络结构中形成。所述的铁氮掺杂石墨烯多孔材料的制备包括制备氧化石墨烯溶液，并在其中加入适量的导电高分子吡咯，然后水热得到均匀的水凝胶，将水凝胶用三价铁进行氧化聚合，然后分散于新鲜的三价铁溶液中完成吸附，随后经干燥和高温炭化热处理，最后用稀酸除去反应体系中非活性、游离的铁相从而得到最终的铁氮掺杂的石墨烯多孔材料。所述多孔材料可作为燃料电池的阴极催化剂使用，表现出非常高的催化氧还原活性，具有非常重要的研究意义和良好的应用前景。

主权项

一种双重位点催化氧还原的铁氮掺杂石墨烯多孔材料，其特征在于所述的多孔材料是由石墨碳包覆的碳化铁嵌入氮掺杂的多孔石墨烯网络结构中形成的；利用聚吡咯和三价铁的配位作用，通过一步炭化热处理，将聚吡咯原位转变为石墨碳包覆碳化铁，并且在形成碳化铁的过程中会生成大量的副产物氧化铁，高温下氧化铁和石墨烯中的缺陷碳发生高温炭化反应，从而刻蚀石墨烯，形成多孔石墨烯；由于碳化铁和掺杂的多孔石墨烯同时具有催化氧还原的能力，因此当两者有机结合后会表现出协同催化作用，导致所制得的材料具有非常高的氧还原催化能力。