一种异原子掺杂石墨烯及其制备方法与应用与流程

文档序号:13743653阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种异原子掺杂石墨烯的制备方法,其特征在于:将异原子前驱体化合物经过高温裂解制备异原子掺杂石墨烯;所述异原子前驱体化合物为非金属原子前驱体化合物,或者所述异原子前驱体化合物为非金属原子前驱体化合物和过渡金属原子前驱体化合物;所述高温裂解在惰性气氛中进行;所述高温裂解的温度为700~1000℃。2.根据权利要求1所述异原子掺杂石墨烯的制备方法,其特征在于:非金属原子前驱体化合物为非金属原子鎓盐和/或氮氧化物;所述过渡金属原子前驱体化合物为可溶性过渡金属盐化合物。3.根据权利要求2所述异原子掺杂石墨烯的制备方法,其特征在于:所述非金属原子鎓盐的分子式中含有三个或三个以上的苯环;所述氮氧化物为尿素;所述可溶性过渡金属盐化合物为过渡金属硝酸盐、过渡金属硫酸盐、过渡金属氯盐、过渡金属乙酸盐。4.根据权利要求1所述异原子掺杂石墨烯的制备方法,其特征在于:所述非金属原子为N、B、P、S、F、Cl中的两种或两种以上;所述过渡金属原子为Fe、Co、Ni、V、Cr、Mn、Cu、Zn和Mo中的一种或一种以上。5.根据权利要求1所述异原子掺杂石墨烯的制备方法,其特征在于:将所述异原子前驱体化合物溶于溶剂中,混合均匀;然后除去溶剂,得到固体粉末;然后将固体粉末在惰性气氛中,于700~1000℃处理1~5小时,得到异原子掺杂石墨烯。6.根据权利要求5所述异原子掺杂石墨烯的制备方法,其特征在于:采用蒸发干燥的方式除去溶剂;将固体粉末在惰性气氛中,于700~1000℃处理1~5小时;然后用去离子水清洗产物;干燥得到异原子掺杂石墨烯;所述惰性气氛为氩气气氛或者氮气气氛;所述溶剂为水或者乙醇。7.根据权利要求1~6所述任意一种异原子掺杂石墨烯的制备方法制备的异原子掺杂石墨烯,其特征在于:所述异原子掺杂石墨烯为多层异原子掺杂石墨烯;所述异原子掺杂石墨烯的厚度为0.34~4.0nm。8.根据权利要求7所述异原子掺杂石墨烯,其特征在于:所述异原子掺杂石墨烯中,非金属原子的掺杂量为1~15at.%;当异原子为非金属原子与过渡金属原子时,过渡金属原子与非金属原子的摩尔比例为1∶1~20。9.权利要求7所述异原子掺杂石墨烯作为燃料电池阴极氧气还原催化剂的应用。10.权利要求7所述异原子掺杂石墨烯作为金属-空气电池阴极双功能催化剂的应用。
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