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技术文章
氮掺杂石墨烯G-C3N4氧化法制备超声剥离-催化剂
点击次数：81 发布时间：2022/3/3 11:41:33
在诸多的非贵金属催化剂中,氮掺杂石墨烯(N-doped graphene)催化剂因其成本低、催化活性高和稳定性好在燃料电池技术域拥有潜力。
采用Hummer氧化法制备氧化石墨烯,经超声剥离得到氧化石墨烯溶胶,将氧化石墨烯溶胶与不同添加量的双氰胺混合均匀后,经过水热法制备出催化性能不同的氮掺杂石墨烯催化剂。研究了不同化学组成和化学结构的化合物(单氰胺、双氰胺、三聚氰胺)为氮源的氮掺杂石墨烯催化剂。
运用TEM、HRTEM及XPS等测试表征不同双氰胺氮添加量以及不同氮源(单氰胺、双氰胺、三聚氰胺)对氮掺石墨烯形貌、化学组成及价态的影响,并用电化学方法在碱性条件下测试氮掺杂石墨烯催化剂的催化性能,
结果表明：1.掺氮石墨烯片呈现透明薄纱状结构,尺寸在百纳米大小,并有石墨烯材料特有的皱折和卷曲形态,表明制备的氮掺杂石墨烯催化剂保持了良好的石墨烯二维柔性结构,且具有很高的表面积。
2.用双氰胺作氮源制备的氮掺杂石墨烯含有吡咯氮、嘧啶氮、石墨氮等氮物种,表明水热法能将氮掺入石墨烯的晶格和表面,而且保持石墨烯的形貌,氮掺杂石墨烯催化剂中石墨氮的比例对催化剂的ORR活性有重要贡献。
3.当双氰胺与氧化石墨烯重量比为5:1时,制备的N-graphene-300催化剂稳定性好,ORR活性较高。与20%的标准铂／碳催化剂(JM-20%-Pt/C催化剂)相比N-graphene-300催化剂的ORR起始还原电位仅相差50 mV,半波电位仅差70mV,其限电流密度接近标准铂／碳催化剂的限电流密度。4.对比单氰胺、双氰胺、三聚氰胺、氨水等不同氮源制备的掺氮石墨烯,用双氰胺为氮源制备的掺氮石墨烯催化性能较好,其电催化活性与氮含量无直接对应关系,但与氮的种类(石墨氮、吡咯氮、嘧啶氮)及其含量有关,掺杂过程中形成的吡咯氮可能会阻碍氧还原反应进程,而高含量的石墨氮能提高ORR活性。
中文名称：氮掺杂石墨烯
英文名称：G-C3N4
CAS号：7440-44-0
外观：粉末/溶液
直径：0.5-5µm
比表面积：＞500m2/g
氮含量:3.0wt%
溶解度：有机溶剂
用途：仅用于科研，不能用于人体
规格：mg
储存时间：1年
浓度：95%+
供应商：西安瑞禧生物
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