[发明专利]多级孔道的铁钴和氮三元共掺杂的三维石墨烯的制备有效
| 申请号： | 201611235510.2 | 申请日： | 2016-12-28 |
| 公开（公告）号： | CN106744848B | 公开（公告）日： | 2019-07-23 |
| 发明（设计）人： | 李忠芳;王素文;张廷尉 | 申请（专利权）人： | 山东理工大学 |
| 主分类号： | C01B32/184 | 分类号： | C01B32/184;H01G11/36 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 255086 山东省淄博*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | 发明了具有催化协同效应的铁钴和氮三元共掺杂多级孔道的三维石墨烯的制备方法。用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑（PBI）与铁盐和钴盐制备PBI与铁离子和钴离子的配合物，加入纳米碳酸钙为模板剂，热解，碳酸钙分解生成的二氧化碳排出形成小孔与去除模板后生成的大孔相互贯通，制备铁钴和氮三元共掺杂的多级孔道贯通的三维石墨烯。PBI优选用ABPBI、mPBI等全芳香性的高分子，粘均分子量在2~4万；铁盐与钴盐的摩尔比为1:2~2:1；PBI与铁盐钴盐混合物的质量比为1:2~2:1；模板剂碳酸钙的粒径30~100 nm；PBI与模板剂质量比为2:1~1:4；热解温度为800℃~1100℃。产品可用于氧化还原反应催化剂、燃料电池、金属空气电池氧还原催化剂、电解水氧析出催化剂、超级电容器等领域。 | ||
| 搜索关键词： | 制备 多级孔道 共掺杂 模板剂 石墨烯 铁盐 铁钴 钴盐 三维 芳香性 质量比 热解 催化剂 贯通 金属空气电池 氧化还原反应 氧还原催化剂 超级电容器 聚苯并咪唑 纳米碳酸钙 碳酸钙分解 粘均分子量 碳酸钙 燃料电池 协同效应 混合物 电解水 摩尔比 配合物 铁离子 氧析出 钴离子 二氧化碳 大孔 可用 粒径 排出 小孔 去除 优选 催化 | ||
【主权项】：
1.一种具有催化协同效应的铁钴和氮三元共掺杂多级孔道的三维石墨烯的制备方法，其特征在于：用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑（PBI）与铁盐和钴盐制备PBI与铁离子和钴离子的配合物，加入纳米碳酸钙为模板剂，混合均匀，蒸干，配合物在模板剂表面规则排列，惰性气体保护下，热解，配合物经过脱氢‑环化‑碳化形成铁钴和氮三元共掺杂的石墨烯，碳酸钙分解生成的二氧化碳排出形成微孔与去除模板后生成的介孔相互贯通，制备得到铁钴和氮三元共掺杂的多级孔道贯通的三维石墨烯；其具体操作步骤为：铁盐与钴盐的摩尔比为1:2～2:1；PBI与铁盐和钴盐混合物的质量比为 2:1～1:2；纳米模板剂为粒径在30～100 nm的碳酸钙；PBI与纳米模板剂的质量比为2:1～1:4；在惰性气体氩气或高纯氮气保护，800～1100℃下，热解2～3小时；上述制备的铁钴和氮三元共掺杂的多级孔道贯通的三维石墨烯用于氧化还原反应催化剂，燃料电池、金属空气电池氧还原催化剂，电解水氧析出催化剂，超级电容器电极材料。
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