[发明专利]一种氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料及其制备方法有效
| 申请号： | 201611151488.3 | 申请日： | 2016-12-13 |
| 公开（公告）号： | CN106582762B | 公开（公告）日： | 2019-04-12 |
| 发明（设计）人： | 李世华;苗鹤;刘兆平;薛业建;孙珊珊;王勤;董正豪 | 申请（专利权）人： | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 |
| 主分类号： | B01J27/24 | 分类号： | B01J27/24;B01J35/10;C01B32/184 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 掺杂 石墨 mno2 复合材料 及其 制备 方法 | ||
本发明提供了一种氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料及其制备方法，本发明提供的方法将锰源化合物溶液和氧化石墨烯溶液混合后加入过硫酸铵加热反应，得到氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料；该方法不仅能够一步实现氧化石墨烯的还原，氮原子掺杂和MnO2的负载，且得到的复合材料中的MnO2为线状，进而增大了其在复合材料中的比表面积，使得得到的复合材料的催化活性大大增强。
技术领域
本发明纳米材料技术领域，尤其涉及一种氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料及其制备方法。
背景技术
石墨烯的基本结构单元为最具稳定结构的六元环，且其与富勒烯和碳纳米管相比，不仅价格便宜，原料易得，且质量轻，理想比表面积大，导热性好，是当前理想的二维纳米材料，在微电子、功能材料以及化学传感等研究领域表现出广阔的应用前景。
氮掺杂石墨烯负载复合物是石墨烯众多研究领域之一，近年来受到了极大的关注，而将氮掺杂石墨烯引入金属氧化物中，可以提高金属氧化物的催化性能，目前关于金属氧化物引入氮掺杂石墨烯报道也比较多，如Applied Surface Science，366(2016)，552-560中公开的MnOx与氮掺杂石墨烯复合材料，又如ACS Appl.Mater.Interfaces 2016，8，5251-5260也公开了MnO2与氮掺杂石墨烯复合材料；但是目前公开的氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料中二氧化锰为颗粒或片状，其催化性能比较差，严重影响了其应用，而且公开的制备复合材料的方法工艺也比较繁琐，因此，提供了一种催化性能好的氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料具有很重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料及其制备方法，通过本发明提供的方法制备的复合材料催化性能好，且制备方法简单。
本发明还提供了一种氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料，所述复合在氮掺杂石墨烯片层上的MnO2为线状MnO2，所述线状MnO2的直径10～20nm。
本发明还提供了一种氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料的制备方法，包括：
1)将锰源化合物溶液和氧化石墨烯溶液混合，得到第一混合液，
所述锰源化合物为水合醋酸锰；
2)向第一混合溶液中加入过硫酸铵，在80～200℃条件下水热反应1～36h，得到氮掺杂石墨烯/MnO2复合材料。
优选的，所述氧化石墨烯与锰源化合物的质量比为1∶(5～30)。
优选的，所述氧化石墨烯溶液的浓度为2～3.5g/L。
优选的，所述锰源化合物溶液的浓度为5～100g/L。
优选的，所述醋酸锰与所述过硫酸铵质量比1∶(2-10)。
优选的，所述过硫酸铵溶液的浓度为10～100g/L。
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