[发明专利]一种异原子掺杂石墨烯及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种异原子掺杂石墨烯及其制备方法与应用，属于高性能化学电源及相关领域。将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，原位制备异原子掺杂石墨烯。本发明制备的异原子掺杂石墨烯具有可与商业化Pt/C相媲美的氧气还原催化活性，并且其抗甲醇氧化性能和稳定性能优于商业化Pt/C催化剂，可用于燃料电池领域。本发明所制备的异原子掺杂石墨烯具有双功能催化性质，用于二次锂‑空气电池，可获得高充、放电容量，优异的充、放电倍率和长的循环寿命，可应用于金属‑空气电池领域。

主权项

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与过渡金属原子前驱体化合物；所述非金属原子前驱体化合物为四苯基溴化膦鎓盐、尿素、四苯硼钠鎓盐、四丁基溴化膦鎓盐、三苯基氯化硫中的两种以上；所述过渡金属原子前驱体化合物为硝酸钴、硝酸铁、硝酸镍、硝酸锰中的一种以上；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℃；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。