[發(fā)明專利]一種氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110413490.8
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113122877B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余愿;楚文慧;孫東峰;許并社;孟方友;林宋敏;黃洛;李麗
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: C25B11/091
• 分類號: C25B11/091;C25B1/04
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 盧會剛

1.一種氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

以碳源、氮源、氧化石墨烯及碳布為反應(yīng)原料，在液體媒介中，于180~220 ℃溫度下反應(yīng)10~15 h，即獲得碳布前驅(qū)體；

將鈷鹽及獲得的碳布前驅(qū)體均勻分散至有機(jī)溶劑中進(jìn)行沉積反應(yīng)，使鈷鹽均勻沉積于碳布前驅(qū)體上，干燥去除有機(jī)溶劑后得到碳布樣品；

將得到的碳布樣品在氬氣或氫氣與氬氣混合氛圍下，于400~500 ℃溫度下反應(yīng)1~6 h，即得氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑；

所述氧化石墨烯、碳源及氮源的質(zhì)量比為1:53:16~20；

所述碳源為檸檬酸、葡萄糖或乙酸；所述氮源為尿素、硫酸銨或氨水；

所述液體媒介由等體積的乙醇和去離子水配制而成；

所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、乙腈或丙酮。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑的制備方法，其特征在于，所述鈷鹽與所述碳布前驅(qū)體的質(zhì)量比為1:1.28~5.1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑的制備方法，其特征在于，所述鈷鹽包括硝酸鈷、硫酸鈷或氯化鈷。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑的制備方法，其特征在于，所述碳布在與碳源、氮源及氧化石墨烯反應(yīng)之前，還經(jīng)過以下處理：

將碳布依次在硝酸溶液、去離子水中及乙醇中各超聲30 min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑的制備方法，其特征在于，在氬氣或氫氣氬氣氛圍下的升溫速率為5~10 ℃/min。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的制備方法制成的氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑。

7.權(quán)利要求6所述的氮摻雜碳復(fù)合石墨烯包覆鈷納米陣列催化劑在電解水制氫中的應(yīng)用。