一种以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料的制备及应用的制作方法

文档序号:12149287阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料的制备方法,其特征是,包括以下步骤:

(1)将金属A的水溶性盐和金属B的水溶性盐分别用去离子水溶解配制成溶液,然后将两种溶液加入到氧化石墨烯水溶液中,室温搅拌、吸附0.5~1h后,离心,去上清液,固体再用去离子水洗涤1~3次后,得到吸附有两种金属离子的氧化石墨烯;其中,所述金属A为Pt、Pd、Au、Ir、Ag、Rh、Os、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、Sc、Zn、Ga、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Cd、In、Sn、Hf、Ta、W、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Tl、Pb或Cu中的任意一种,所述金属B为Li、Na、K、Rb、Cs、Ba或Sr中的任意一种;

(2)向吸附有两种金属离子的氧化石墨烯中加入矿化剂,使吸附在氧化石墨烯表面的金属A离子矿化,将矿化后的溶液离心,去上清液,固体再用去离子水洗涤1~3次,除去金属B离子;

(3)将步骤(2)中除去金属B离子的氧化石墨烯分散于去离子水中,然后加入包裹剂进行包裹;

(4)将步骤(3)中包裹后的氧化石墨烯分散于去离子水中,并将其冷冻,再将冷冻后的产品置于冷冻干燥机中,除去水分,然后在还原性气氛下退火,最终得到以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料。

2.根据权利要求1所述的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料的制备方法,其特征是,所述步骤(1)中,金属A的水溶性盐、金属B的水溶性盐和氧化石墨烯的计量比为1mol∶1~3.5mol∶20~35g。

3.根据权利要求1所述的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料的制备方法,其特征是,所述步骤(2)中的矿化剂为碱性溶液。

4.根据权利要求1或3所述的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料的制备方法,其特征是,所述步骤(2)中的矿化剂为LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ba(OH)2、Sr(OH)2或NH3•H2O 中任意一种的水溶液。

5.根据权利要求1所述的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料的制备方法,其特征是,所述步骤(3)中的包裹剂为钛的水溶性盐溶液、钽的水溶性盐溶液或铝的水溶性盐溶液。

6.根据权利要求1所述的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料的制备方法,其特征是,所述步骤(4)中的还原性气氛是氢气、氨气或者是氢气与惰性气体的混合气。

7.根据权利要求1所述的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料的制备方法,其特征是,所述步骤(4)中的退火条件为:先升温至120℃,保温2h,再经18~20min升温至300℃,并保温2h,之后自然冷却至室温。

8.一种由权利要求1~7中任意一项所述的制备方法制得的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料,其特征在于,所述的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料呈片状。

9.一种权利要求8所述的以石墨烯为衬底的金属单原子二维材料在离子电池、电催化、光催化、气体催化、电子技术、气敏领域中的应用。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1