[發(fā)明專利]鈷和氮共摻雜的三維石墨烯的制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611236602.2
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106582767B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李忠芳;王素文;岳攀峰
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑(PBI)高分子與鈷離子形成的配合物在納米模板劑表面規(guī)則排列，熱解制備鈷和氮共摻雜的三維石墨烯的方法，其特征在于：PBI溶液與鈷鹽混合反應(yīng)得到配合物，加入納米顆粒作為模板劑，攪拌混合均勻，蒸干，使配合物在模板劑表面涂飾并規(guī)則排列，在惰性氣體保護下熱解、去除模板劑，得到鈷和氮共摻雜三維石墨烯；產(chǎn)品可用于氧化還原反應(yīng)催化劑、燃料電池、金屬空氣電池氧還原催化劑、電解水氧析出催化劑、超級電容器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑(PBI)高分子與鈷離子形成的配合物在納米模板劑表面規(guī)則排列，熱解制備鈷和氮共摻雜的三維石墨烯的方法，其特征在于：全芳香性的PBI整個聚合物分子形成一個大π鍵，分子屬于剛性、芳香型化合物，選用聚(2,5-苯并咪唑)(ABPBI)或聚[2,2’-(間苯基)-5,5’-聯(lián)苯并咪唑](mPBI)中的一種；聚合物粘均分子量在2～4萬之間；可以溶解在二甲基乙酰胺(DMAc)，二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基亞砜(DMSO)，N-甲基吡咯烷酮，二甲苯中的任意一種有機溶劑中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑(PBI)高分子與鈷離子形成的配合物在納米模板劑表面規(guī)則排列，熱解制備鈷和氮共摻雜的三維石墨烯的方法，其鈷鹽為：醋酸鈷、高氯酸鈷、葡萄糖酸鈷、檸檬酸鈷、硝酸鈷或氯化鈷中的一種，其特征在于：可以在強極性溶劑中分散或溶解的鹽。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑(PBI)高分子與鈷離子形成的配合物在納米模板劑表面規(guī)則排列，熱解制備鈷和氮共摻雜的三維石墨烯的方法，其納米模板劑為：納米級的氧化鎂、三氧化二鐵或氫氧化鐵中的一種模板劑，其特征在于：納米顆粒直徑在5～50nm，是球形、圓柱形、立方體或多棱柱形狀的納米顆粒。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑(PBI)高分子與鈷離子形成的配合物在納米模板劑表面規(guī)則排列，熱解制備鈷和氮共摻雜的三維石墨烯的方法，其PBI與鐵鹽的質(zhì)量比為:2:1～1:2；納米模板劑的質(zhì)量比為3:1～1:3；混合方式為：PBI溶液與鈷鹽混合，加熱、攪拌反應(yīng)5～8小時，PBI與鈷離子形成配合物溶液；加入模板劑、攪拌4～6小時混合均勻，攪拌下加熱蒸出溶劑至近干，真空干燥，研細，惰性氣體保護下熱解，用稀酸洗以去除模板劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑(PBI)高分子與鈷離子形成的配合物在納米模板劑表面規(guī)則排列，熱解制備鈷和氮共摻雜的三維石墨烯的方法，其惰性氣體為氬氣或高純氮氣，熱解溫度為700～1100℃。