[发明专利]一种半金属单原子掺杂的多孔碳膜及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 201910483657.0 | 申请日： | 2019-06-05 |
| 公开（公告）号： | CN110228798A | 公开（公告）日： | 2019-09-13 |
| 发明（设计）人： | 王鸿;王同洲 | 申请（专利权）人： | 南开大学 |
| 主分类号： | C01B32/05 | 分类号： | C01B32/05;H01M4/96 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 300071 天津市南开*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | 本发明属于新能源材料领域，具体为一种高催化活性的、可大规模制备的半金属单原子掺杂的多孔碳膜及其应用。本发明首先合成含半金属元素的多孔聚合物膜或不含半金属元素的多孔聚合物膜浸泡含有半金属元素的化合物溶液，然后在惰性气体保护下，一步碳化即可制得半金属单原子掺杂的多孔碳膜。本发明制备的多孔碳膜中，半金属元素以单原子的形式嵌入到碳骨架中，且该材料具有可调控的孔径、易大规模制备以及可形成自支撑碳膜等优点。本发明制备的半金属单原子掺杂的碳膜可直接作为电极材料应用到水合肼燃料电池中，输出功率密度可高达290mW cm‑2。本发明制备的半金属单原子掺杂的多孔碳膜在能源转化领域具有广阔的应用前景。 | ||
| 搜索关键词： | 单原子 多孔碳膜 半金属 掺杂的 制备 半金属元素 多孔聚合物膜 碳膜 应用 制备方法和应用 惰性气体保护 高催化活性 化合物溶液 新能源材料 电极材料 能源转化 燃料电池 输出功率 可调控 水合肼 碳骨架 自支撑 碳化 嵌入 浸泡 合成 | ||
【主权项】：
1.一种半金属单原子掺杂的多孔碳膜的制备方法，其特征在于制备方法如下：方法1、将含半金属元素的聚离子液体和含有羧基的化合物通过流延成膜和静电交联的方法制备得到多孔聚合物膜，然后将多孔聚合物膜在惰性气氛中直接碳化，碳化温度为600～1200℃，碳化1～12小时，自然冷却至室温，可得到半金属单原子掺杂的多孔碳膜；方法2、将不含半金属元素的聚离子液体和含有羧基的化合物通过流延成膜和静电交联的方法制备得到多孔聚合物膜，然后将所制备的多孔聚合物膜浸泡在含有半金属元素的溶液中1～24小时，将溶剂在40～100℃的条件下烘干，然后碳化吸附半金属原子的聚合物多孔膜，碳化温度为600～1200℃，碳化时间1～12小时，自然冷却至室温，可得到半金属单原子掺杂的多孔碳膜。
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