[发明专利]强化传质型多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯的制备方法

摘要

本发明是一种强化传质型多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯的制备方法。用聚（2,5‑苯并咪唑）（ABPBI）为碳源和氮源，用纳米碳酸钙作为模板剂，ABPBI溶解后均匀涂饰在纳米模板剂表面，其ABPBI分子中的苯并咪唑环规则地在模板剂表面排列，热解形成氮掺杂碳材料，碳酸钙分解形成小孔与模板剂形成的大孔贯通，起到强化传质的效果。ABPBI选用可溶解低聚物；碳酸钙粒径用10～100nm颗粒；ABPBI与碳酸钙的质量比为2:1～1:4；热解温度为900~1100℃；稀盐酸去除模板剂。制备的多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯用于燃料电池或金属空气电池阴极的氧还原催化剂，电解水阳极的氧析出催化剂，超级电容器电极材料等领域。

主权项

1.一种多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯多孔碳的制备方法，其特征在于：其碳源和氮源选用聚（2,5‑苯并咪唑）（ABPBI），该类芳香性的刚性的聚苯并咪唑分子规则地排列在模板剂纳米碳酸钙表面，经过在惰性气体保护下热解，在热解过程中碳酸钙热解产生的二氧化碳会在模板剂之间形成小的通孔，去除纳米模板剂后，形成三维氮掺杂石墨烯的孔道之间有小孔贯通，得到多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯材料； ABPBI是可溶性的，其分子中富含氮元素的咪唑环和端氨，且其苯并咪唑环是刚性的芳香性环，在热解时易形成氮掺杂石墨烯结构； ABPBI溶液与不同粒径纳米碳酸钙模板剂，按照不同质量比混合、氩气保护下高温炉内热解2~3h，用稀盐酸去模板即得到多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯，其多级孔道结构有利于电极的强化传质。