[发明专利]一种具有核壳结构的异原子掺杂石墨烯/炭基材料的制备方法及产品

摘要

本发明涉及一种具有核壳结构的异原子掺杂石墨烯/炭基材料的制备方法及产品，属于材料技术领域，该方法为类模板法，以炭基材料为核，氧化石墨烯为壳，通过阳离子表面活性剂为桥梁，连接炭基材料和氧化石墨烯，最后加入异原子源，通过旋蒸干燥后高温煅烧使得氧化石墨烯转化为异原子掺杂石墨烯，使最终制备的材料呈包裹状结构，且具有高氧还原催化活性和多孔性。该材料中炭基材料作为电流收集器，表面均匀分布的异原子掺杂石墨烯作为氧还原活性位点，保证最终制备的材料具有高氧还原催化活性及优异的导电性，有利于催化剂内部氧气、电子的扩散和传输速率，提高其氧还原性能。且该材料制备工艺简单、成本低，适合大规模工业化生产。

主权项

1.一种具有核壳结构的异原子掺杂石墨烯/炭基材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将炭基材料均匀分散于阳离子表面活性剂溶液中，获得炭基材料分散液；(2)将氧化石墨烯均匀分散于水中，获得氧化石墨烯分散液；(3)将步骤(1)中获得的炭基材料分散液与步骤(2)中获得氧化石墨烯分散液混匀后，获得混合液，所述混合液中氧化石墨烯和炭基材料的质量比为1‑20：1；(4)向步骤(3)中获得的混合液中加入异原子源，搅拌均匀后经过旋转蒸发、干燥，制得异原子源‑氧化石墨烯‑炭基材料复合物，所述异原子源与混合液中氧化石墨烯的质量比为10‑30:1；(5)以惰性气体作为保护气，将步骤(4)中制得的异原子源‑氧化石墨烯‑炭基材料复合物研磨成粉末后置于管式炉中进行煅烧，然后将煅烧后的粉末洗涤、干燥，即可。