CN109112570A - 一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极及其制备方法，在泡沫镍基底上原位生长银耳状的NiFeOxHy‑pMel材料，其制备步骤简单，电化学性质稳定，电催化活性高。应用于电化学析氢，在相同的电流密度时，其过电位低较低。应用于电化学析氧，在相同的电流密度时，其过电位较低。应用于电化学全解水，在达到20mA/cm2的电流密度时，仅需外加电压1.64V，且在30mA/cm2的电流密度下均能稳定工作100h。

Description

一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极及其制备方法
技术领域
本发明涉及电化学领域，具体涉及一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极及其制备方法。
背景技术
电化学全解水技术生产清洁，可再生的氢能，有利于改善能源结构，缓解环境污染。寻找和开发廉价、高效和高活性的双功能电催化剂已成为目前该领域的热点和难点问题。
电化学水分解由阳极的析氧反应(OER)和阴极的析氢反应(HER)组成，然而在阳极反应过程中，涉及四个电子的转移以形成O-O键的OER是一个动力学缓慢的过程，因此需要较大的过电位才能驱动反应的发生。众所周知，贵金属Ru和Ir以及它们对应氧化物对OER具有高的电催化活性，但它们的高成本和有限的储备限制了它们的实际应用。因此，开发廉价且催化活性高的新型点催化剂是十分迫切的。
三聚氰胺(Mel)，具有较高的含氮量、较好的配位能力以及一定的还原性。采用三聚氰胺作为氮源掺杂Fe合成电催化材料，展现出了良好的导电性以及电催化活性；也有文献曾介绍制备了金属与三聚氰胺Fe(Mel)2(OH)2配合物的结构及反应活性，但目前还未见有通过聚三聚氰胺(pMel)与Fe(III)配位，煅烧合成含氧空穴的FeOOH高效电催化剂的报道。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种三聚氰胺复合物用于高效全解水电催化剂的应用及制备方法。这种电化学催化剂催化性能好，稳定性高及价格低廉，具有广阔的应用前景。
本发明的目的之二是提供一种利用三聚氰胺的还原性以及配位能力产生含氧空穴的FeOOH这种高OER活性位点的新方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极，通过电化学聚合技术，在泡沫镍电极表面聚合一层聚三聚氰胺，把表面聚合后的泡沫镍电极在HAc与FeNO3混合溶液中浸泡，进一步在电极表面得到聚三聚氰胺与Fe(III)的配位产物，将配位后的电极材料在Ar气氛中煅烧产生含氧空穴的FeOOH高活性位点，进一步与氧化还原产物Ni(II)、Fe(II)配位形成新的催化位点，共同组成高效的全解水电催化电极。
进一步的，所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极，以制备好的该电极作为工作电极，碳棒为辅助电极，Hg/HgO电极为参比电极构成三电极体系，通过线性扫描方法(LSV)记录测试过程中电流随电位变化而变化的情况，通过恒电流法测试电催化剂的稳定性，在达到10mA/cm2的电流密度时，NiFeOxHy-pMel/NF电极需要析氧的过电位为156mV。
进一步的，所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极，以制备好的该电极作为工作电极，碳棒为辅助电极，Hg/HgO电极为参比电极构成三电极体系，通过线性扫描方法(LSV)记录测试过程中电流随电位变化而变化的情况，通过恒电流法测试电催化剂的稳定性，该催化剂在30mA的电流密度下可稳定工作100h。
进一步的，所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极，在扫描电镜下观察其形态为银耳状，该形貌具有较大的比表面积，有利于电催化反应。
进一步的，所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极的制备方法，其具体步骤为：
步骤1：预处理泡沫镍基底：取泡沫镍在3mol/L HCl溶液中超声10～60min以除去泡沫镍表面的氧化物，再分别在乙醇和超纯水中超声清洗10～30分钟，得到干净的裸泡沫镍电极，记为：NF；
步骤2：电化学聚合三聚氰胺在泡沫镍电极上：将预处理过的泡沫镍电极置于含0.15mol/L三聚氰胺溶液中进行循环伏安法扫描电聚合，聚合电位为0～+1.6V，扫速为50mV/s，扫描段数为20～60段，聚合完后在空气中自然晾干，得到聚三聚氰胺修饰泡沫镍电极，记为：pMel/NF；
步骤3：制备nH2O·Fe3+-p Mel/NF电极：将pMel/NF在FeNO3·9H2O与HAc溶液中浸泡30～210分钟，其中Fe(NO3)3·9H2O与HAG的摩尔比为(1∶1)～(1∶2)，取出电极于空气中自然晾干，记为：nH2O·Fe3+-p Mel/NF；
步骤4：制备NiFeOxHy-pMel/NF电极：将nH2O·Fe3+-pMel/NF在氩气气氛中，温度150～550℃下煅烧，煅烧时间为4h，所得电极记为：NiFeOxHy-pMel/NF电极。
进一步的，所述的步骤2中循环伏安扫描电聚合的扫描段数为40段。
进一步的，所述的步骤3中FeNO3·9H2O与HAc摩尔比为1∶1。
进一步的，所述的步骤3浸泡时间为60分钟。
进一步的，所述的步骤4中的煅烧过程在管式炉中进行，管式炉的程序升温速率为3℃/min。
进一步的，所述的步骤4中煅烧温度为170℃。
本发明第一次采用循环伏安法将三聚氰胺电聚合在泡沫镍电极表面，通过浸泡硝酸铁、煅烧之后得到含有氧空穴的NiFeOxHy-pMel电催化材料，在OER、全解水上表现出优异的电催化活性。
附图说明
图1a、图1b、图1c、图1d分别为实施例1的步骤1、步骤2、步骤3、步骤4制备得到的NF、pMel/NF、nH2O·Fe3+-p Mel/NF、NiFeOxHy-pMel/NF电极的扫描电镜(SEM)图；
图2为实施例1的步骤4制备得到的NiFeOxHy-pMel/NF电极的透射电镜(TEM)图；
图3为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的扫描电子显微镜不同种元素的映射(SEM·EDS elemental mapping)图；
图4为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的能谱分析图(EDS)；
图5为实施例的步骤1、步骤2、步骤3、步骤4、对比例1制备得到的NF、pMel/NF、nH2O·Fe3+-p Mel/NF、NiFeOxHy-pMel/NF、IrO2/NF电极的OER性能比较图；
图6为实施例的步骤1、步骤2、步骤3、步骤4、对比例1制备得到的NF、pMel/NF、nH2O·Fe3+-pMel/NF、NiFeOxHy-pMel/NF、Pt-C/NF电极的HER性能比较图；
图7为实施例的步骤4、对比例1制备得到的NiFeOxHy-pMel/NF、IrO2/NF||Pt-C/NF电极的全解水性能比较图；
图8为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的电化学析氧反应，电位-时间曲线；
图9为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的电化学析氢反应，电位-时间曲线；
图10为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的电化学全解水反应，电位-时间曲线；
图11为实施例2的步骤1、步骤4制备得到的NF和NiFeOxHy-pMel/NF电极材料的析氧性能性能的对比；
图12为实施例2的步骤1、步骤4制备得到的NF和NiFeOxHy-pMel/NF电极材料的析氢性能性能的对比。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明的技术方案做进一步说明。电化学实验在CHI650D型电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)上进行。
实施例1：
步骤1：NF电极的制备：取一块泡沫镍(1cm×1cm)在3M Hcl溶液中超声30min以除去泡沫镍表面的氧化物，再分别乙醇和超纯水中超声清洗10分钟，得到干净的裸泡沫镍电极，记为：NF；
步骤2：电化学聚合三聚氰胺在泡沫镍电极上：将预处理好的泡沫镍电极在1.5mol/L Mel溶液中进行循环伏安法扫描电聚合，聚合电位0～+1.6V，扫速50mV/s，扫描段数为20段，聚合完后在空气中自然晾干，得到聚三聚氰胺修饰泡沫镍电极，记为：pMel/NF；
步骤3：nH2O·Fe3+-p Mel/NF电极的制备：将pMel/NF电极浸入10mL浓度均为0.5mol/L的FeNO3·9H2O和HAc溶液中浸泡60分钟，取出来于空气中自然晾干，得到nH2O·Fe3+-p Mel/NF电极；
步骤4：NiFeOxHy-pMel/NF电极的制备：将nH2O·Fe3+-pMel/NF电极在氩气气氛中在管式炉中煅烧，煅烧温度为170℃，煅烧时间为4h，管式炉的程序升温速率为3℃/min，得到NiFeOxHy-pMel/NF电极。
利用现有常规技术制作对比例1，具体如下：
IrO2/NF||Pt-C/NF电极的制备：IrO2/NF||Pt-C/NF电极是由阳极IrO2/NF电极与阴极Pt-C/NF电极组成，称取4mg的IrO2材料分散在1ml乙醇水溶液中，其中水与乙醇体积比为1∶4，随后加入40μL5％Nafion溶液；将此混合溶液超声5mm以获得均匀油墨状溶液；称取4mg的Pt-C材料分散在1ml乙醇水溶液中，其中水与乙醇体积比为1∶4，随后加入40μL 5％Nafion溶液；将此混合溶液超声5min以获得均匀油墨状溶液，将上述所得两种均匀油墨状溶液分别涂覆到两块清洁的泡沫镍上，在室温下使其经受过夜溶剂蒸发，得到IrO2/NF电极和Pt-C/NF电极。
以下部分简要阐明各电极性能指标：
图1为实施例1的步骤1、步骤2、步骤3、步骤4制备得到的NF、pMel/NF、nH2O·Fe3+-pMel/NF、NiFeOxHy-pMel/NF电极的扫描电镜分析结果，NF电极表面光滑，说明清洁后的泡沫镍是干净的；pMel/NF电极表面呈片状，说明三聚氰胺被聚合到NF电极上；nH2O·Fe3+-pMel/NF电极表面包裹了一层薄膜，说明浸泡过程中，pMel/NF电极与铁离子反应；NiFeOxHy-pMel/NF电极表面呈银耳状，说明其含有较大比表面积。
图2为实施例1的步骤4制备得到的NiFeOxHy-pMel/NF电极的透射电镜分析结果，可以看出，所得到NiFeOxHy-pMel/NF电极是无定型结构。
图3为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的扫描电子显微镜不同种元素的映射图，说明NiFeOxHy-pMel/NF电极上的C、N、O、Ni、Fe元素均匀分布。
图4为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的能谱分析图，也说明了NiFeOxHy-pMel/NF上含有C、N、O、Ni、Fe元素。
以上各步骤所得到各种电极材料与对比例1的性能指标试验，具体如下：
1、电化学试验：
在1mol/L KOH溶液中进行电化学试验，由步骤1、步骤2、步骤3以及步骤4得到的各电极为工作电极，对电极为电化学性质稳定的碳棒，参比电极为汞/氧化汞电极(最终电位校正为相对与标准氢电极)。通过线性扫描伏安法(LSV)记录在测试过程中电流随着电位的变化而变化的情况。析氢反应电位窗口为-0.7-0伏(相对于标准氢电极)，扫速为5mV/s。析氧反应电位的电位窗口在1.2-1.6伏(相对于标准氢电极)，扫速为1mV/s。全水解反应测试时，将参比电极和辅助电极相连接，分别以NiFeOxHy-pMel/NF电极为阳极和阴极，通过线性扫描伏安曲线记录电位与电流之间的变化情况。
图5，图6分别为实施例1的步骤1、步骤2、步骤3、步骤4和对比例1制备得到各不同电极材料的析氢性能、析氧性能性能的对比。由图5可以看出，NiFeOxHy-pMel/NF电极的析氢性能明显优于其他材料，在达到10mA/cm2的电流时，NiFeOxHy-pMel/NF电极需要的过电位(156mV)比nH2O·Fe3+-pMel/NF电极(270mV)、pMel/NF电极(311mV)、NF(314mV)、IrO2/NF(281mV)低的多。由图6可以看到，NiFeOxHy-pMel/NF电极的析氧性能也要明显优于其他材料，在达到10mA/cm2的电流时，NiFeOxHy-pMel/NF电极需要的过电位(110mV)比nH2O·Fe3+-pMel/NF电极(188mV)、pMel/NF电极(198mV)、NF(213mV)低的多，仅低于贵金属Pt-C/NF(98mV)12mV。
图7为实施例1的步骤4、对比例1制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极、IrO2/NF||Pt-C/NF电极的全水解性能对比，由图7可以看出，NiFeOxHy-pMel/NF电极的全解水性能同样明显优于贵金属IrO2/NF||Pt/C/NF电极，在达到20mA/cm2的电流时，NiFeOxHy-pMel/NF电极需要的电位(1.642V)比IrO2/NF||Pt-C/NF电极电极(1.776V)低的多。
图8为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的电化学析氧反应，电位-时间曲线，在30mA/cm2的电流密度下，NiFeOxHy-pMel/NF电极可以稳定工作100小时；
图9为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的电化学析氢反应，电位-时间曲线，在-30mA/cm2的电流密度下，NiFeOxHy-pMel/NF电极可以稳定工作100小时；
图10为实施例1的步骤4制备得到NiFeOxHy-pMel/NF电极的电化学全解水反应，电位-时间曲线，在30mA/cm2的电流密度下，NiFeOxHy-pMel/NF电极可以稳定工作100小时；
实施例2：
步骤1：NF电极的制备：取一块泡沫镍(1cm×1cm)在3M Hcl溶液中超声60min以除去泡沫镍表面的氧化物，再分别乙醇和超纯水中超声清洗30分钟，得到干净的裸泡沫镍电极，记为：NF；
步骤2：电化学聚合三聚氰胺在泡沫镍电极上：将预处理好的泡沫镍电极在1.5mol/L Mel溶液中进行循环伏安法扫描电聚合，聚合电位0～+1.6V，扫速50mV/s，扫描段数为20段，聚合完后在空气中自然晾干，得到聚三聚氰胺修饰泡沫镍电极，记为：pMel/NF；
步骤3：nH2O·Fe3+-p Mel/NF电极的制备：将pMel/NF电极浸入10mL FeNO3·9H2O浓度为0.5mol/L、HAc浓度为1mol/L的溶液中浸泡210分钟，取出来于空气中自然晾干，得到nH2O·Fe3+-pMel/NF电极；
步骤4：NiFeOxHy-pMel/NF电极的制备：将nH2O·Fe3+-pMel/NF电极在氩气气氛中在管式炉中煅烧，煅烧温度为450℃，煅烧时间为4h，管式炉的程序升温速率为3℃/min，得到NiFeOxHy-pMel/NF电极。
以上步骤得到NiFeOxHy-pMel/NF电极材料的性能指标试验，具体如下：
1、电化学试验：
在1mol/L KOH溶液中进行电化学试验，由实施例2的步骤1、步骤4得到的NF、NiFeOxHy-pMel/NF电极为工作电极，对电极为电化学性质稳定的碳棒，参比电极为汞/氧化汞电极(最终电位校正为相对与标准氢电极)。通过线性扫描伏安法(LSV)记录在测试过程中电流随着电位的变化而变化的情况。析氢反应电位窗口为-0.7-0伏(相对于标准氢电极)，扫速为5mV/s。析氧反应电位的电位窗口在1.2-1.6伏(相对于标准氢电极)，扫速为1mV/s。
图11为实施例2的步骤1、步骤4制备得到的NF和NiFeOxHy-pMel/NF电极材料的析氧性能性能的对比。由图11可以看出，步骤4中的NiFeOxHy-pMel/NF电极析氧性能明显优于实施例2步骤1中的NF电极，在达到10mA/cm2的电流密度时，NiFeOxHy-pMel/NF电极需要的过电位(164mV)比NF(314mV)低的多。
图12为实施例2的步骤1、步骤4制备得到的NF和NiFeOxHy-pMel/NF电极材料的析氢性能性能的对比。由图12可以看出，步骤4中的NiFeOxHy-pMel/NF电极析氢性能明显优于实施例2步骤1中的NF电极，在达到-10mA/cm2的电流密度时，NiFeOxHy-pMel/NF电极需要的过电位(131mV)比NF(213mV)低的多。
表一为实施例2的步骤4制备得到的NiFeOxHy-pMel/NF电极材料与已报道的其他电极材料的析氧性能对比，由表一可以看出，我们的NiFeOxHy-pMel/NF电极材料析氧性能明显优于其他电极材料。
表一：
表二为实施例2的步骤4制备得到的NiFeOxHy-pMel/NF电极材料与已报道的其他电极材料的析氢性能对比，由表二可以看出，我们的NiFeOxHy-pMel/NF电极材料析氢性能明显优于其他电极材料。
表二：
由以上实施例可知，本发明提供的方法简单，操作简便，易于大规模制备。同时，本发明制备的三聚氰胺复合物全解水催化剂具有优异的电化学产氧性能，在工业电解水领域具有潜在的应用价值。
上述方法仅是本发明的优选实施方式，既不意味着本发明必须依赖上述实施方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，不脱离本发明原理的前提下，还可以做出润饰，这些润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极，通过电化学聚合技术，在泡沫镍电极表面聚合一层聚三聚氰胺，把表面聚合后的泡沫镍电极在HAc与FeNO3混合溶液中浸泡，进一步在电极表面得到聚三聚氰胺与Fe(III)的配位产物，将配位后的电极材料在Ar气氛中煅烧产生含氧空穴的FeOOH高活性位点，进一步与氧化还原产物Ni(II)、Fe(II)配位形成新的催化位点，共同组成高效的全解水电催化电极。
2.如权利要求1所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极，其特征在于：以制备好的该电极作为工作电极，碳棒为辅助电极，Hg/HgO电极为参比电极构成三电极体系，通过线性扫描方法(LSV)记录测试过程中电流随电位变化而变化的情况，通过恒电流法测试电催化剂的稳定性，在达到10mA/cm2的电流密度时，NiFeOxHy-pMel/NF电极需要析氧的过电位为156mV。
3.如权利要求1所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极，其特征在于：以制备好的该电极作为工作电极，碳棒为辅助电极，Hg/HgO电极为参比电极构成三电极体系，通过线性扫描方法(LSV)记录测试过程中电流随电位变化而变化的情况，通过恒电流法测试电催化剂的稳定性，该催化剂在30mA的电流密度下可稳定工作100h。
4.如权利要求1所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极，其特征在于：在扫描电镜下观察其形态为银耳状，该形貌具有较大的比表面积，有利于电催化反应。
5.如权利要求1所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极的制备方法，其具体步骤为：
步骤1：预处理泡沫镍基底：取泡沫镍在3mol/L HCl溶液中超声10～60min以除去泡沫镍表面的氧化物，再分别在乙醇和超纯水中超声清洗10～30分钟，得到干净的裸泡沫镍电极，记为：NF；
步骤2：电化学聚合三聚氰胺在泡沫镍电极上：将预处理过的泡沫镍电极置于含0.15mol/L三聚氰胺溶液中进行循环伏安法扫描电聚合，聚合电位为0～+1.6V，扫速为50mV/s，扫描段数为20～60段，聚合完后在空气中自然晾干，得到聚三聚氰胺修饰泡沫镍电极，记为：pMel/NF；
步骤3：制备nH2O·Fe3+-p Mel/NF电极：将pMel/NF在FeNO3·9H2O与HAc溶液中浸泡30～210分钟，其中Fe(NO3)3·9H2O与HAC的摩尔比为(1∶1)～(1∶2)，取出电极于空气中自然晾干，记为：nH2O·Fe3+-p Mel/NF；
步骤4：制备NiFeOxHy-pMel/NF电极：将nH2O·Fe3+-pMel/NF在氩气气氛中，温度150～450℃下煅烧，煅烧时间为4h，所得电极记为：NiFeOxHy-pMel/NF电极。
6.如权利要求5所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极的制备方法，其特征在于：步骤2中循环伏安扫描电聚合的扫描段数为40段。
7.如权利要求5所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极的制备方法，其特征在于：步骤3中FeNO3·9H2O与HAc摩尔比为1∶1。
8.如权利要求5所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极的制备方法，其特征在于：步骤3浸泡时间为60分钟。
9.如权利要求5所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极的制备方法，其特征在于：步骤4中的煅烧过程在管式炉中进行，管式炉的程序升温速率为3℃/min。
10.如权利要求5所述的一种适用于高效电催化的聚氰胺复合物电极的制备方法，其特征在于：步骤4中煅烧温度为170℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110243900A (zh) * 2019-02-25 2019-09-17 常州大学 一种聚三聚氰胺修饰电极的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105536835A (zh) * 2015-12-18 2016-05-04 济宁学院 一种杂原子掺杂的碳负载碳化铁/碳化钼或钨催化剂及其制备方法和应用
CN106914244A (zh) * 2017-03-06 2017-07-04 南京工业大学 一种石墨烯基金属化合物纳米阵列材料制备与应用
CN107604375A (zh) * 2017-07-12 2018-01-19 青岛科技大学 氮钴双掺杂多孔碳复合物双功能氧催化剂及其制备方法和应用
CN107999079A (zh) * 2017-12-29 2018-05-08 济南大学 一种基于Cu(II)-MOF/Ni复合材料的制备方法和应用
CN108232117A (zh) * 2018-01-27 2018-06-29 浙江大学 一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105536835A (zh) * 2015-12-18 2016-05-04 济宁学院 一种杂原子掺杂的碳负载碳化铁/碳化钼或钨催化剂及其制备方法和应用
CN106914244A (zh) * 2017-03-06 2017-07-04 南京工业大学 一种石墨烯基金属化合物纳米阵列材料制备与应用
CN107604375A (zh) * 2017-07-12 2018-01-19 青岛科技大学 氮钴双掺杂多孔碳复合物双功能氧催化剂及其制备方法和应用
CN107999079A (zh) * 2017-12-29 2018-05-08 济南大学 一种基于Cu(II)-MOF/Ni复合材料的制备方法和应用
CN108232117A (zh) * 2018-01-27 2018-06-29 浙江大学 一种锂金属电池用负极材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHU CHEN等: "New insight into electropolymerization of melamine. I: Chloride promoted growth of polymelamine in different pH medium", 《ELECTROCHIMICA ACTA》 *
ZAHRA SEPEHRI等: "Simultaneous electrochemical determination of isoniazid and ethambutol using poly-melamine/electrodeposited gold nanoparticles modified pre-anodized glassy carbon electrode", 《IONICS》 *
陈胜洲等: "三聚氰胺／石墨烯复合碳材料的制备及性能研究", 《广州大学学报（自然科学版）》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110243900A (zh) * 2019-02-25 2019-09-17 常州大学 一种聚三聚氰胺修饰电极的应用
CN110243900B (zh) * 2019-02-25 2021-04-27 常州大学 一种聚三聚氰胺修饰电极的应用

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