CN104588058A - 一种石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用 - Google Patents

一种石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN104588058A
CN104588058A CN201410596776.4A CN201410596776A CN104588058A CN 104588058 A CN104588058 A CN 104588058A CN 201410596776 A CN201410596776 A CN 201410596776A CN 104588058 A CN104588058 A CN 104588058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene nanobelt
tungsten filament
silicon chip
array
molybdenum carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410596776.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104588058B (zh
Inventor
郭霞
范修军
李冲
刘巧莉
董建
刘白
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201410596776.4A priority Critical patent/CN104588058B/zh
Publication of CN104588058A publication Critical patent/CN104588058A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104588058B publication Critical patent/CN104588058B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

一种石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用，属于碳化钼碳纳米材料技术领域。硅片上垂直生长石墨烯纳米带阵列，石墨烯纳米带阵列的顶端为六方相的碳化钼纳米晶体。先在硅片上垂直生长纳米管阵列，然后在制成垂直的石墨烯纳米带阵列，在石墨烯纳米带阵列的顶端蒸镀Mo，然后再生成碳化钼纳米晶体。石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料去掉底层硅片后在析氢催化和氧还原催化中的应用。

Description

一种石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用
技术领域
本发明属于碳化钼碳纳米材料技术领域，具体涉及一种制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料的方法及其在析氢催化和氧还原催化的应用。
背景技术
直接甲醇燃料电池(DMFC)具有能量密度高、环境友好等优点，因而被认为是未来便携电子产品的主要替代能源之一。目前DMFC阴极催化剂主要使用Pt或者Pt基合金催化剂，由于Pt资源匮乏，价格昂贵，造成电池成本过高严重阻碍DMFC的商业化。同时甲醇渗透导致阴极Pt催化剂发生氧化，产生混合电位，且甲醇氧化产生的毒性中间体易使催化剂中毒，严重影响电池的输出性能。因此开发高活性的耐醇非贵金属氧还原催化剂是目前DMFC研究的关键问题之一。目前，非贵金属氧还原催化剂的研究主要集中在氮掺杂碳材料负载过渡金属、复合金属氧化物、Chevrel相催化剂等方向。由于氮掺杂碳材料负载过镀金属催化剂对氧还原反应具有较高活性和高选择性，并对甲醇氧化呈惰性，近年来成为研究热点。
金属碳化物是一类具有高硬度、高熔点、良好热稳定性和抗腐蚀性的新型功能材料，已在许多领域得到应用。20世纪90年代，Ledoux等报道金属碳化物具有类贵金属的特性，认为在金属碳化物中，碳原子间充在金属晶格中，引起电子密度的变化，使晶格参数变大，晶格间距增大，从而导致d带收缩，费米能态d电子密度增加，因而与贵金属有相似的表面性质和吸收特性。近年来，碳化物尤其是碳化钼作为一类新型催化材料引起广泛关注。就催化活性而言，碳化钼在许多方面与Pt族贵金属相似，特别是其析氢活性上与Pt、Pd等贵金属相当，有望成为贵金属的替代物。
随着研究的深入，新的制备碳化钼的方法也在不断提出和验证。目前，碳化钼的制备方法主要有以下几种：(1)程序升温反应法，将氧化钼前躯体在轻质烃或者轻质烃/H2混合气中程序升温碳化(TPRe)。该方法简单易空及产物较纯，但该方法易导致催化剂表面积碳化，且所得碳化钼比表面积较小。(2)碳热还原法，由钼氧化物和适量的碳载体在保护气氛或者还原气氛中反应，该方法得到的产物具有较大的比表面积，但是该反应温度通常较高。(3)溶剂热还原法，该方法是采用还原能力强的物质(KBH4)将氧化钼还原为碳化钼，该方法简单易控，温度较低，但是产物不纯，(4)金属前驱体裂解法，是利用金属有机化合物和利用钼酸铵与六次甲基四胺的混合物高温裂解制得，但是前驱体制备复杂，且制得颗粒较大。此外，还有CVD、水热法、超声法、微波法等报道，但是这些方法同样存在产量小，反应不充分、产物颗粒大、产物不纯的问题。以上的方法受限与本身特点而在实际应用特别是催化剂的量产方面存在较大的不足。
石墨烯(graphene)是有碳原子以sp2杂化连接的单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，其理论厚度自由0.355nm，是世界目前已知最薄的二维材料。而由单壁碳纳米管展开而成的石墨烯纳米带兼具有碳纳米管垂直阵列的笔直特性，同时具有石墨烯良好的导电性、高的比表面积，同时又具有良好的吸附能力，这些特点都为石墨烯纳米带垂直阵列作为催化载体提供了明显的优势。因此，采用简单易行的方法制备出比表面积高、碳化钼颗粒小且分散均匀的石墨烯垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料，对于促进碳化钼催化剂的开发和应用具有重要的科学意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用热丝CVD(hot filament chemical vapor deposition)的，操作简单，制备周期短，由金属钼直接生长得到Mo2C纳米晶体的工艺方法。所得Mo2C纳米晶体尺寸均匀，结晶度高。石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料具有电催化氧还原和析氢活性高、起始电势低，电流密度大、Tafel斜率小等优点。
其中石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料：底层为硅片，硅片上垂直生长石墨烯纳米带阵列，石墨烯纳米带阵列的顶端为六方相的碳化钼纳米晶体。碳化钼是指Mo2C。
本发明是通过一下方案实现的，包括以下步骤：
(1)将硅片分别经过甲醇、丙酮和异丙酮超声清洗，N2吹干，通过电子束蒸发系统(E-Beam Evaporator)依次在硅片表面蒸镀8-12nm厚度的Al2O3和0.7-1.2nm厚度Fe；
(2)单壁碳纳米管阵列垂直生长：设置炉温为700-800℃，总气体流量为：H2:200±10sccm、C2H2:2±0.5sccm和通过去离子水的H2为200±10sccm，总气压为25±1Torr，热丝为单根钨丝，功率为30-35W；将步骤(1)中制得的镀层的硅片置于钨丝前方0.3-0.5cm(优选0.5cm)，钨丝与硅片平行，使得气流经过热钨丝与硅片上的镀层反应，反应30s后将钨丝功率设置为0，总气压调节为6.4Torr，反应15min后完成单壁碳纳米管垂直阵列生长；
(3)将单根钨丝换成4根钨丝，设置炉温为700℃，气体流量分别为H2:200±10sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为15sccm，气压为25±1Torr；设置钨丝功率为75-85W，将步骤(2)中制得含有单壁碳纳米管垂直阵列的硅片置于钨丝正下方位置，反应30min后完成石墨烯纳米带垂直阵列制备；
(4)通过蒸发溅射(Sputter Deposition)在(3)所获得的石墨烯纳米带阵列顶端蒸镀50-150nm厚的Mo层；
(5)在炉温850℃下，总气体流量包括H2:200±10sccm、CH4:0.5sccm、通过去离子水的H2为200±10sccm，总气压为25±1Torr，热丝为四根钨丝，总功率为75-80W条件下，将步骤(4)中制得的顶层为Mo的石墨烯纳米带阵列平行置于钨丝正下方，反应2-6h后完成石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料的制备。
本发明所使用的CVD炉为热丝-CVD炉，所用热丝为钨丝。钨丝直径0.2-0.3mm，长度为8-12mm，可更改为一根，或四根。更改为四根时，四根钨丝水平、平行一排分开放置。上述步骤(4)中蒸镀的Mo没有具体限制，但优选为50-150nm。
本发明的石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料去掉底层硅片后在析氢催化和氧还原催化中的应用。析氢催化在酸碱条件下均可，氧还原在碱性条件下。
与现有工艺相比，本发明工艺的明显优点：
(1)本工艺制备的Mo2C纳米晶体直径约为15nm，尺寸均一，无团聚，晶化程度高，缺陷较少，无杂质。
(2)本工艺气体原料为普通实验气体，对气体要求宽松，大大降低制备成本。所需仪器简单，仅需要电子束蒸发系统、蒸发溅射系统和管式真空炉。不需要特殊气氛、压强环境，只需在低压、还原分氛即可完成碳化钼纳米晶体制备，工艺简化。本工艺相对于现有工艺，具有样品均匀，制备周期短，制备效率高的优点。
(3)应用本工艺所制备的石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料操作简单，只需在制备碳纳米管垂直阵列和制备碳化钼纳米晶体前调节好气体流量、气压。碳化 钼纳米晶体制备过程中不调节任何参数。
(4)本工艺相对于现有工艺，只需将含Mo的石墨烯纳米带垂直纳米带阵列经过850℃一次处理，制备时间短，温度相对较低，大大降低能耗。石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料具有电催化氧还原和析氢活性高、起始电势(onset potential)低，电流密度大、Tafel斜率小等优点。
附图说明
图1a是实施例1制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料XRD图；
图1b-c是实施例1制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料XPS图，其中图1b为全谱扫描，图1c为Mo4f的扫描；
图1d是实施例1制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料Raman图；
图2a,b是实施例2制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料SEM图；
图2c-e是实施例2制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料TEM图；
图3a,b分别是实施例3提供的催化剂在0.5M/L H2SO4溶液(PH＝1)中的极化曲线及其Tafel曲线，扫描速率为5mV/s；
图3c,d分别为实施例3提供的催化剂在0.1M/L KOH溶液(PH＝13)中的极化曲线及其Tafel曲线，扫描速率为5mV/s；
图3e,f分别为催化剂在0.5M/L H2SO4溶液(PH＝1)中和0.1M/L KOH溶液(PH＝13)中的极化曲线和循环1000次后的极化曲线；
图4a,b是实施例4制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料在0.1M KOH溶液下，氧气饱和下扫描速率为5mV/s时不同旋转速度下的线性扫描伏安图及其K-L图；
图4c是实施例4制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料在0.1M KOH溶液下，氧气饱和下扫描速率为5mV/s时在旋转速率为1600rpm时的Tafel斜率。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细描述，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：本发明所使用的CVD炉为热丝-CVD炉。
本发明是通过以下方案实现的，包括以下步骤：
(1)将硅片分别经过甲醇、丙酮和异丙酮超声清洗15分钟，N2吹干。通过电子束蒸发系统(E-Beam Evaporation)依次蒸镀9nm Al2O3，1.0nm Fe。
(2)在750℃下，气体流量分别为H2:200sccm，C2H2:2sccm，通过去离子水的H2为200sccm，总气压为25Torr，热丝为单根钨丝，功率为30W条件下，将(1)中制的硅片置于钨丝前方0.5cm，反应30s后将钨丝功率设置为0，总气压调节为6.4Torr，反应15min后完成单壁碳纳米管垂直阵列生长。
(3)将单根钨丝换成4根钨丝，设置炉温为700℃，气体流量分别为H2:200sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为15sccm，总气压为25Torr。设置钨丝总功率为75W，将(2)中制得含有单壁碳纳米管垂直阵列的硅片置于钨丝正下方位置，反应30min后完成石墨烯纳米带垂直阵列制备。
(4)通过蒸发溅射(Sputter Deposition)在(3)所获得的石墨烯纳米带垂直阵列蒸镀50nmMo。
(5)在炉温850℃下，气体流量分别为H2:200sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2 为200sccm，总气压为25Torr，热丝为四根钨丝，总功率为75W条件下，将(4)中制得含石墨烯纳米带垂直阵列和Mo的硅片置于钨丝正下方，反应2h后完成石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料的制备。
从图1a：除了碳纳米管和Mo2C的峰外，制备的石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料不含其它杂相。图1b,c：X-射线光电子能谱，同样表明石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料不含其它杂质。图1d：Raman光谱表明制备的石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料缺陷较低，不含氧化物，即步骤(3)中蒸镀的Mo，已完全转化为Mo2C。
实施例2：本发明所使用的CVD炉为热丝-CVD炉。
(1)将硅片分别经过甲醇、丙酮和异丙酮超声清洗15分钟，N2吹干。通过电子束蒸发系统(E-Beam Evaporation)依次蒸镀10nm Al2O3，0.8nm Fe。
(2)在730℃下，气体流量分别为H2:200sccm，C2H2:2.2sccm，通过去离子水的H2为200sccm，总气压为25.5Torr，热丝为单根钨丝，功率为30W条件下，将(1)中制的硅片置于钨丝前方0.5cm，反应30s后将钨丝功率设置为0，总气压调节为6.4Torr，反应15min后完成单壁碳纳米管垂直阵列生长。
(3)将单根钨丝换成4根钨丝，设置炉温为700℃，气体流量分别为H2:190sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为15sccm，气压为25.6Torr。设置钨丝总功率为75W，将(2)中制得含有单壁碳纳米管垂直阵列的硅片置于钨丝正下方位置，反应30min后完成石墨烯纳米带垂直阵列制备。
(4)通过蒸发溅射(Sputter Deposition)在(3)所获得的石墨烯纳米带垂直阵列蒸镀75nmMo。
(5)在炉温850℃下，气体流量分别为H2:190sccm,CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为210sccm，气压为24.6Torr，热丝为四根钨丝，总功率为75W条件下，将(4)中制得含石墨烯纳米带垂直阵列和Mo的硅片置于钨丝正下方，反应3h后完成石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料的制备。
从图2a,b：石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料形貌图可以看出，制得的石墨烯纳米带依然保持垂直形态，Mo2C纳米晶体位于石墨烯纳米带垂直阵列顶端，颗粒较小。从图2c-e：TEM形貌图可以看出，Mo2C纳米晶体颗粒较小，结晶质量高，无团聚，均匀分在石墨烯纳米带上。
实施例3：本发明所使用的CVD炉为热丝-CVD炉。
(1)将硅片分别经过甲醇、丙酮和异丙酮超声清洗15分钟，N2吹干。通过电子束蒸发系统(E-Beam Evaporation)依次蒸镀10.5nm Al2O3，1nm Fe。
(2)在750℃下，气体流量分别为H2:200sccm，C2H2:2sccm，通过去离子水的H2为200sccm，总气压为25Torr，热丝为单根钨丝，功率为30W条件下，将(1)中制的硅片置于钨丝前方0.5cm，反应30s后将钨丝功率设置为0，总气压调节为6.4Torr，反应15min后完成单壁碳纳米管垂直阵列生长。
(3)将单根钨丝换成4根钨丝，设置炉温为700℃，气体流量分别为H2:200sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为15sccm，总气压为25Torr。设置钨丝总功率为75W，将(2)中制得含有单壁碳纳米管垂直阵列的硅片置于钨丝正下方位置，反应30min后完成石墨烯纳米带垂直阵列制备。
(4)通过蒸发溅射(Sputter Deposition)在(3)所获得的石墨烯纳米带垂直阵列蒸镀100nmMo。
(5)在炉温850℃下，气体流量分别为H2:200sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为200sccm，气压为25Torr，热丝为四根钨丝，总功率为78W条件下，将(4)中制得含石墨烯纳米带垂直阵列和Mo的硅片置于钨丝正下方，反应4h后完成石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料的制备。
从图3a,b：分别是催化剂在0.5M/L H2SO4溶液(PH＝1)中的极化曲线及其Tafel曲线。可以看出催化剂具有较低的起始电势(onset potential)约为12mV。在电压为0.3V相对于标准氢电极时，电流密度为106.2mA cm-2，较低的Tafel斜率约为69mV dec-1；
图3c,d分别为催化剂在0.1M/L KOH溶液(PH＝13)中的极化曲线及其Tafel曲线。可以看出催化剂具有较低的起始电势(onset potential)约为53mV。在电压为0.3相对于标准氢电极时，电流密度为31.2mA cm-2，较低的Tafel斜率约为59mV dec-1；
图3e,f分别为催化剂在0.5M/L H2SO4溶液(PH＝1)中和0.1M/L KOH溶液(PH＝13)中的极化曲线和循环1000次后的极化曲线。可以看出曲线变化不大，表明所制得石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料在酸碱性条件下具有良好的稳定性。
实施例4：本发明所使用的CVD炉为热丝-CVD炉。
(1)将硅片分别经过甲醇、丙酮和异丙酮超声清洗15分钟，N2吹干。通过电子束蒸发系统(E-Beam Evaporation)依次蒸镀9.5nm Al2O3，1nm Fe。
(2)在750℃下，气体流量分别为H2:200sccm，C2H2:2sccm，通过去离子水的H2为200sccm，总气压为25Torr，热丝为单根钨丝，功率为30W条件下，将(1)中制的硅片置于钨丝前方0.5cm，反应30s后将钨丝功率设置为0，总气压调节为6.4Torr，反应15min后完成单壁碳纳米管垂直阵列生长。
(3)将单根钨丝换成4根钨丝，设置炉温为700℃，气体流量分别为H2:200sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为15sccm，总气压为25Torr。设置钨丝总功率为75W，将(2)中制得含有单壁碳纳米管垂直阵列的硅片置于钨丝正下方位置，反应30min后完成石墨烯纳米带垂直阵列制备。
(4)通过蒸发溅射(Sputter Deposition)在(3)所获得的石墨烯纳米带垂直阵列蒸镀150nmMo。
(5)在炉温850℃下，气体流量分别为H2:200sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为200sccm，气压为25Torr，热丝为四根钨丝，总功率为78W条件下，将(4)中制得含碳纳米管垂直阵列和Mo的硅片置于钨丝正下方，反应6h后完成石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料的制备。
图4a,b是实施例4制备石墨烯纳米垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料在0.1M KOH溶液下，氧气饱和下扫描速率为5mV/s时，不同旋转速度下的线性扫描伏安图及其K-L图，可以看出催化剂具有较高的电流密度，电子传输数目为3.86，接近于Pt/C的4；
图4c是实施例4制备石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料在0.1M KOH溶液下，氧气饱和下扫描速率为5mV/s时，在旋转速率为1600rpm时的Tafel曲线，Tafel斜率为45mv dec-1。

Claims (6)

1.石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料，其特征在于，底层为硅片，硅片上垂直生长石墨烯纳米带阵列，石墨烯纳米带阵列的顶端为六方相的碳化钼纳米晶体。
2.制备权利要求1的石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅片分别经过甲醇、丙酮和异丙酮超声清洗，N2吹干，通过电子束蒸发系统(E-Beam Evaporator)依次在硅片表面蒸镀8-12nm厚度的Al2O3和0.7-1.2nm厚度Fe；
(2)单壁碳纳米管阵列垂直生长：设置炉温为700-800℃，总气体流量为：H2:200±10sccm、C2H2:2±0.5sccm和通过去离子水的H2为200±10sccm，总气压为25±1Torr，热丝为单根钨丝，功率为30-35W；将步骤(1)中制得的镀层的硅片置于钨丝前方0.3-0.5cm，钨丝与硅片平行，使得气流经过热钨丝与硅片上的镀层反应，反应30s后将钨丝功率设置为0，总气压调节为6.4Torr，反应15min后完成单壁碳纳米管垂直阵列生长；
(3)将单根钨丝换成4根钨丝，设置炉温为700℃，气体流量分别为H2:200±10sccm，CH4:0.5sccm，通过去离子水的H2为15sccm，气压为25Torr；设置钨丝功率为75-85W，将步骤(2)中制得含有单壁碳纳米管垂直阵列的硅片置于钨丝正下方位置，反应30min后完成石墨烯纳米带垂直阵列制备；
(4)通过蒸发溅射(Sputter Deposition)在(3)所获得的石墨烯纳米带顶端蒸镀50-150nm Mo层；
(5)在炉温850℃下，总气体流量包括H2:200±10sccm、CH4:0.5sccm、通过去离子水的H2为200±10sccm，总气压为25±1Torr，热丝为四根钨丝，总功率为75-80W条件下，将步骤(4)中制得的顶层为Mo的石墨烯纳米带阵列平行置于钨丝正下方，反应2-6h后完成石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料的制备。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于，钨丝直径0.2-0.3mm，长度为8-12mm，可更改为一根，或四根。更改为四根时，四根钨丝水平、平行一排分开放置。
4.按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤(2)中：将步骤(1)中制得的镀层的硅片置于钨丝前方0.5cm。
5.权利要求1的石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料去掉底层硅片后在析氢催化和氧还原催化中的应用。
6.按照权利要求5的应用，其特征在于，析氢催化在酸或碱条件下均可，氧还原催化在碱性条件下。
CN201410596776.4A 2014-10-29 2014-10-29 一种石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用 Expired - Fee Related CN104588058B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410596776.4A CN104588058B (zh) 2014-10-29 2014-10-29 一种石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410596776.4A CN104588058B (zh) 2014-10-29 2014-10-29 一种石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104588058A true CN104588058A (zh) 2015-05-06
CN104588058B CN104588058B (zh) 2017-02-22

Family

ID=53114313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410596776.4A Expired - Fee Related CN104588058B (zh) 2014-10-29 2014-10-29 一种石墨烯纳米带垂直阵列‑碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104588058B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105977049A (zh) * 2016-06-06 2016-09-28 复旦大学 一种碳化钼/石墨烯纳米带复合材料的制备方法
CN109314253A (zh) * 2016-06-30 2019-02-05 大众汽车有限公司 制备用于燃料电池的负载型催化剂材料的方法
CN109772411A (zh) * 2019-02-22 2019-05-21 山西大学 一种非贵金属双原子电催化剂及其制备方法和应用
CN113788474A (zh) * 2021-11-04 2021-12-14 航天特种材料及工艺技术研究所 一种石墨烯纳米带水平阵列及其制备方法和应用
CN114512654A (zh) * 2022-02-25 2022-05-17 松山湖材料实验室 一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005038818A (ja) * 2003-06-30 2005-02-10 Junji Nakamura 炭化モリブデン触媒およびその製造方法、並びに、該触媒を利用した燃料電池用電極および燃料電池
CN102757043A (zh) * 2012-08-10 2012-10-31 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种制备定向石墨烯纳米带阵列的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005038818A (ja) * 2003-06-30 2005-02-10 Junji Nakamura 炭化モリブデン触媒およびその製造方法、並びに、該触媒を利用した燃料電池用電極および燃料電池
CN102757043A (zh) * 2012-08-10 2012-10-31 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种制备定向石墨烯纳米带阵列的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHENGUANG ZHANG ET AL.: "Splitting of a Vertical Multiwalled Carbon Nanotube Carpet to a Graphene Nanoribbon Carpet and Its Use in Supercapacitors", 《ACS NANO》 *
王平: "氮掺杂石墨烯和碳化钼/石墨烯复合纳米材料的电催化性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105977049A (zh) * 2016-06-06 2016-09-28 复旦大学 一种碳化钼/石墨烯纳米带复合材料的制备方法
CN109314253A (zh) * 2016-06-30 2019-02-05 大众汽车有限公司 制备用于燃料电池的负载型催化剂材料的方法
CN109314253B (zh) * 2016-06-30 2022-03-01 大众汽车有限公司 制备用于燃料电池的负载型催化剂材料的方法
CN109772411A (zh) * 2019-02-22 2019-05-21 山西大学 一种非贵金属双原子电催化剂及其制备方法和应用
CN113788474A (zh) * 2021-11-04 2021-12-14 航天特种材料及工艺技术研究所 一种石墨烯纳米带水平阵列及其制备方法和应用
CN114512654A (zh) * 2022-02-25 2022-05-17 松山湖材料实验室 一种织构炭包覆的纳米硅复合粉体及其制备方法以及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN104588058B (zh) 2017-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fu et al. 2D transition metal dichalcogenides: design, modulation, and challenges in electrocatalysis
Gao et al. Structural design and electronic modulation of transition‐metal‐carbide electrocatalysts toward efficient hydrogen evolution
Xie et al. Defect engineering in two-dimensional electrocatalysts for hydrogen evolution
Chen et al. Emerging two-dimensional nanomaterials for electrochemical hydrogen evolution
Wang et al. Co–VN encapsulated in bamboo-like N-doped carbon nanotubes for ultrahigh-stability of oxygen reduction reaction
JP4077838B2 (ja) 一つ以上の開放部を有する炭素ナノ球形粒子及び一つ以上の開放部を有する炭素ナノ球形粒子製造方法，並びに前記炭素ナノ球形粒子を利用した炭素ナノ球形粒子の燃料電池用の担持触媒及び前記炭素ナノ球形粒子の担持触媒を採用した燃料電池
Zeng et al. Recent advances in heterogeneous electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction
Mabena et al. Nitrogen-doped carbon nanotubes as a metal catalyst support
Kumar et al. Chemical vapor deposition of carbon nanotubes: a review on growth mechanism and mass production
JP6366305B2 (ja) グラフェンの製造方法
Zhu et al. One-pot synthesis of a nitrogen and phosphorus-dual-doped carbon nanotube array as a highly effective electrocatalyst for the oxygen reduction reaction
WO2011016616A2 (ko) 신규한 구조의 탄소계 나노복합체 및 이의 제조방법
CN104588058A (zh) 一种石墨烯纳米带垂直阵列-碳化钼纳米晶体复合材料、制备及其应用
Wang et al. Synergistic modulation in MX 2 (where M= Mo or W or V, and X= S or Se) for an enhanced hydrogen evolution reaction
Li et al. Recent advances in MoS 2-based materials for electrocatalysis
KR101105473B1 (ko) 신규한 구조의 탄소계 나노복합체 및 이의 제조방법
Wang et al. Addressable surface engineering for N-doped WS 2 nanosheet arrays with abundant active sites and the optimal local electronic structure for enhanced hydrogen evolution reaction
Yang et al. Symmetrical growth of carbon nanotube arrays on FeSiAl micro-flake for enhancement of lithium-ion battery capacity
Wang et al. Facile construction of N-doped Mo 2 C@ CNT composites with 3D nanospherical structures as an efficient electrocatalyst for hydrogen evolution reaction
Li et al. Preparation and structural evolution of well aligned-carbon nanotube arrays onto conductive carbon-black layer/carbon paper substrate with enhanced discharge capacity for Li–air batteries
WO2012057229A1 (ja) カーボンナノチューブの製造方法
Chen et al. 2D molybdenum compounds for electrocatalytic energy conversion
Tong et al. Molybdenum disulfide nanoflakes covered carbonized catkin microtube hybrids as superior catalysts for electrochemical hydrogen evolution
Caliskan et al. Molybdenum carbide-reduced graphene oxide composites as electrocatalysts for hydrogen evolution
CN104357841B (zh) 一种铁族碳化物纳米晶体‑石墨烯纳米带复合材料、制备及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170222

Termination date: 20201029

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee