[发明专利]一种石墨烯基金属化合物纳米阵列材料制备与应用

摘要

本发明公开了一种石墨烯基金属化合物纳米阵列材料制备与应用，属于功能纳米材料的制备技术领域。将碳前躯物与金属盐混合物研磨后涂覆在泡沫镍基材上，在惰性气氛中热处理，通过洗涤得到石墨烯阵列材料。将石墨烯阵列材料通过溶液生长或电化学沉积和煅烧等手段可得到石墨烯基金属化合物纳米阵列材料。该方法制备的纳米阵列材料具有高导电率、快速离子传输通道以及高活性位点等物理特性，在能源存储与转换和电化学催化反应中，表现出长使用寿命、高容量的电存储性能和优异的电化学催化活性与稳定性。整个材料的制备流程简单，反应中无有毒产物生成，能耗低，绿色环保，适合工业化大规模生产。

主权项

1.一种石墨烯基金属化合物纳米阵列材料制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：a、将碳前躯物与金属盐ZnCl₂ / KCl混合研磨，所述碳前躯物为葡萄糖和三聚氰胺的混合物或1‑乙基‑3‑甲基咪唑二氰胺，将浆料涂覆在经过清洁的泡沫镍基材上，在惰性气氛中700 ~ 1000 ^oC热处理≥0.5h ，用稀酸水溶液、去离子水和无水乙醇洗涤后收集石墨碳纳米片CNS材料；b、将步骤a中获得的石墨碳纳米片CNS于稀硝酸盐溶液中室温静置6~60h或电化学沉积，制备得到石墨烯基金属氢氧化物，石墨烯基氢氧化铁CNS@FeOOH、石墨烯基氢氧化钴CNS@CoOOH或石墨烯基氢氧化镍CNS@NiOOH；c、将石墨烯基金属氢氧化物CNS@FeOOH、CNS@CoOOH或 CNS@NiOOH在氨气热处理，升温速率为2 ~ 15 ^oC /min，速度升温≥500 ^oC ，保持1 ~ 5h，得到石墨烯基金属氮化物CNS@FeN_x、CNS@CoN_x或CNS@NiN_x。