CN111957335A - 一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111957335A CN111957335A CN202010753042.8A CN202010753042A CN111957335A CN 111957335 A CN111957335 A CN 111957335A CN 202010753042 A CN202010753042 A CN 202010753042A CN 111957335 A CN111957335 A CN 111957335A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon nitride
- phase carbon
- composite material
- graphite
- graphite phase
- 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.)
- Pending
Links
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 143
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 96
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 88
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 34
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims description 30
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 20
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 16
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 16
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 13
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 12
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 10
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N nickel(2+);dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 5
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 5
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 5
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims description 3
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BSWXAWQTMPECAK-UHFFFAOYSA-N 6,6-diethyloctyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCC(CC)(CC)CCCCCOP(O)(O)=O BSWXAWQTMPECAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Chemical class 0.000 claims description 2
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 claims description 2
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- HVENHVMWDAPFTH-UHFFFAOYSA-N iron(3+) trinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HVENHVMWDAPFTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940116315 oxalic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 229960003975 potassium Drugs 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 239000001508 potassium citrate Substances 0.000 claims description 2
- 229960002635 potassium citrate Drugs 0.000 claims description 2
- QEEAPRPFLLJWCF-UHFFFAOYSA-K potassium citrate (anhydrous) Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O QEEAPRPFLLJWCF-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 235000011082 potassium citrates Nutrition 0.000 claims description 2
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229960001790 sodium citrate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000011083 sodium citrates Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 claims description 2
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960001367 tartaric acid Drugs 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- QXLPXWSKPNOQLE-UHFFFAOYSA-N methylpentynol Chemical compound CCC(C)(O)C#C QXLPXWSKPNOQLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 6
- 230000009920 chelation Effects 0.000 abstract description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 abstract description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- OWYWGLHRNBIFJP-UHFFFAOYSA-N Ipazine Chemical group CCN(CC)C1=NC(Cl)=NC(NC(C)C)=N1 OWYWGLHRNBIFJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 11
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 4
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 4
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000001147 anti-toxic effect Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910021508 nickel(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008364 bulk solution Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- QNVRIHYSUZMSGM-UHFFFAOYSA-N hexan-2-ol Chemical compound CCCCC(C)O QNVRIHYSUZMSGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960004011 methenamine Drugs 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 2
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018553 Ni—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000002186 photoelectron spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- 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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用。铁系原子与氢原子间容易形成氢吸附键，铁系元素又因其优良的导电性和低廉的价格，常被用作析氢催化剂。但是，铁系金属的析氢过电位较高，其整体催化性能依然有待提高。提高材料的比表面积是降低过电势的方法之一。石墨相氮化碳(g‑C3N4)具有较大的比表面积(116.54m2·g‑1)，且其具有的七嗪环结构外围有大量氨基，其可与金属离子产生强烈的螯合作用。本发明中，利用石墨相氮化碳的结构特征，与铁系元素复合，来获得较低的过电势，比表面积大，电催化析氢活性高的复合材料。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
当前，约五分之四的能源供应来自化石燃料(煤、石油和天然气)。而氢气是一种无污染的可再生能源，燃烧热值高，可以方便地储存和运输。但大多数的氢能是由不可再生的化石燃料，如天然气生产的。电解水制氢技术因其能耗低、成本低、产氢无污染等优点受到广泛的关注。
铁系金属原子的3d轨道中存在未成对的电子，与氢原子中1S轨道中的单电子配对，铁系原子与氢原子间容易形成氢吸附键；铁系元素又因其优良的导电性和低廉的价格，常被用作析氢催化剂。但是，铁系金属的析氢过电位较高，其整体的催化性能依然有待提高。提高材料的比表面积是降低过电位的方法之一。石墨相氮化碳(g-C3N4)具有较大的比表面积(19m2·g-1)，且其具有的七嗪环结构外围有大量氨基，其可与金属离子产生强烈的螯合作用。将铁系元素与石墨相氮化碳相复合，比表面积增大(63.56m2·g-1)，析氢过电位降低，电催化析氢活性大幅提高。
专利(CN201910011275.8)公开了一种氢氧化镍/薄层氮化碳复合催化剂制备方法，其利用三聚氰胺作为氮源，制得氮化碳后焙烧得薄层氮化碳，最后用将柠檬酸三钠(TSC)作为还原剂将六水硝酸镍还原为氢氧化镍负载到氮化碳上，从而制备得到氢氧化镍/薄层氮化碳复合催化剂。其还原过程需要在温度为90℃的油浴锅中加热，反应时间为10h，加入分散剂环六亚甲基四胺(HMT)。该反应操作温度高，反应时间长，所加入分散剂易燃且具有腐蚀性，操作过程危险程度高，而本申请发明为冰水浴，反应条件温和，反应时间仅需1h，加入的分散剂十二烷基磺酸钠无毒无害。专利(CN201911109887.7)公开了一种过渡金属碳氮化物的制备方法，其中，在三电极体系下通过恒电位电沉积方法制备了一系列基于铁、钴、镍、铜等的碳氮化物催化剂。由于在恒电位电沉积中，电极反应受本体溶液中离子扩散速率的控制，所制得的电沉积材料呈较致密的层状，比表面积小，析氢过电位高。本申请专利采用原位还原法制得铁系金属与石墨相氮化碳复合材料，由于铁系金属纳米颗粒在石墨相氮化碳层间及边缘均匀生长，因此比表面积大幅增加，析氢活性位点大量增多，析氢过电位大幅减小，析氢电化学活性显著增强。
发明内容
针对上述问题本发明提供了一种铁系金属与石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和在微生物电解池的应用。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种石墨相氮化碳复合材料，通过下述方法制备得到：
步骤1，石墨相氮化碳纳米片层材料的制备：将尿素焙烧，冷却至室温，研磨得到黄色氮化碳粉末，再将黄色氮化碳粉末分散于异丙醇中，超声剥离，最后离心分离获得沉淀，经过洗涤、干燥，即制得石墨相氮化碳纳米片层材料；
步骤2，铁系金属与石墨相氮化碳复合材料的制备：取石墨相氮化碳纳米片层材料分散于去离子水中，随后加入活化剂，室温下超声振荡均匀活化形成溶液；将铁系金属盐加入到前述溶液中，加入分散剂，室温下超声振荡均匀混合；在冰水浴及还原氛围条件下，缓慢加入还原剂水溶液，铁系金属盐在石墨相氮化碳上原位还原完成后，经离心分离得到沉淀，经洗涤、干燥，最后即制得铁系金属与石墨相氮化碳复合材料。
一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，包括以下步骤：
步骤1，石墨相氮化碳纳米片层材料的制备：将尿素焙烧，冷却至室温，研磨得到黄色氮化碳粉末，再将黄色氮化碳粉末分散于异丙醇中，超声剥离，最后离心分离获得沉淀，经过洗涤、干燥，即制得石墨相氮化碳纳米片层材料；
步骤2，铁系金属与石墨相氮化碳复合材料的制备：取石墨相氮化碳纳米片层材料分散于去离子水中，随后加入活化剂，室温下超声振荡均匀活化形成溶液；将铁系金属盐加入到前述溶液中，加入分散剂，室温下超声振荡均匀混合；在冰水浴及还原氛围条件下，缓慢加入还原剂水溶液，铁系金属盐在石墨相氮化碳上原位还原完成后，经离心分离得到沉淀，经洗涤、干燥，最后即制得铁系金属与石墨相氮化碳复合材料。
进一步，所述步骤1中将尿素焙烧的具体步骤为：在有盖氧化铝坩埚中加入尿素，然后在管式炉中通入氦气焙烧；所述焙烧的温度为500℃～550℃，升温速率为10～15℃·min-1，时间为2～3h；所述超声剥离的时间为3～5h；所述洗涤具体步骤为先用乙醇洗涤至少3次，再用去离子水洗涤至少3次；所述干燥的温度为60～120℃，时间为12～24h。
进一步，所述步骤1中黄色氮化碳粉末与异丙醇的质量体积比为0.5～1g:50mL。
进一步，所述步骤2中活化剂为聚乙炔醇、三乙基己基磷酸、甲基戊醇中的一种或多种按任意比混合的混合物；所述铁系金属盐为氯化铁、六水硝酸铁、硫酸铁、氯化钴、六水硝酸钴、硫酸钴、氯化镍、六水硝酸镍和硫酸镍中的一种或多种按任意比混合的混合物；所述分散剂为十二烷基磺酸钠、聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、纤维素衍生物中的一种或多种按任意比混合；所述还原剂水溶液中的还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、酒石酸、草酸、葡萄糖酸钠中的一种。
进一步，所所述步骤2中石墨相氮化碳纳米片层材料与去离子水的质量体积比为0.5～1g:50mL；所述活化剂与石墨相氮化碳纳米片层材料的质量比为1：10～20；所述铁系金属盐中金属元素与石墨相氮化碳纳米片层材料的质量比为1～6：10；所述分散剂与铁系金属盐中金属元素的质量比为5～10：1。
进一步，所述步骤2中还原氛围为氮气气氛，原位还原的时间为1～5h；所述洗涤具体步骤为先用乙醇洗涤至少3次，再用去离子水洗涤至少3次；所述干燥的温度为60～120℃，时间为12～24h。
一种石墨相氮化碳复合材料的应用，应用于微生物电解池阴极材料。
一种石墨相氮化碳复合材料的应用方法，包括以下步骤：将制得铁系金属与石墨相氮化碳复合材料溶于甲醇中形成混合液，将混合液均匀滴涂于阴极碳基基底上，室温下风干即制得析氢电极。
进一步，所述铁系金属与石墨相氮化碳复合材料和甲醇溶液的质量体积比为1～10mg：600μL。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
(1)本发明采用原位还原法制得的石墨相氮化碳复合材料，石墨相氮化碳平面上的氮原子孤对电子与其边缘上的多个含氧基团与金属离子产生强烈的螯合作用，被还原的纳米颗粒状金属生长在石墨相氮化碳表面的不同位置上，呈现花状结构，具有大的比表面积，大的离子吸附量及快的反应速率，而对比文献(CN201911109887.7)采用的恒电位电沉积法其电极反应受本体溶液中离子扩散速率的控制，这样制得的材料表面致密粗糙，比表面积小且附着力差；
(2)本发明制备材料的过程中原位还原主反应步骤的反应条件为冰水浴，反应条件温和，设备要求简单，操作绿色无污染；反应时间短。而对比文献(CN201910011275.8)公开了还原过程的反应条件为90℃的油浴，操作温度高，操作过程易发生危险，反应时间长，并且加入的分散剂环六亚甲基四胺(HMT)，易燃且具有腐蚀性。
(3)本发明制备所得复合材料作为电解池阴极，产氢效率高(0.376m3H2·m-3·d-1)，比表面积大，析氢活化位点多，析氢过电位低，析氢电化学性能好，可以与铂媲美，且不易中毒，室温下能稳定运行一年以上。
附图说明
图1是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料X射线衍射图；
图2是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料扫描电镜图；
图3中，图3a是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料塔菲尔曲线,图3b是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料计时电压曲线；
图4中，图4a是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料X射线光电子能谱总谱图，图4b是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料X射线光电子能谱Ni谱图，图4c是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料X射线光电子能谱N谱图，图4d是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料X射线光电子能谱C谱图；
图5是本发明实施例1Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料为阴极的微生物电解池的稳定性测试图，其中图5a微生物电解池产生电流密度稳定性图，图5b是微生物电解池产氢稳定性图；
图6是本发明实施例1石墨相氮化碳复合材料的氮吸脱附曲线图。
具体实施方式
实施例1
一种石墨相氮化碳复合材料，通过下述方法制备得到：
步骤1，石墨相氮化碳纳米片层材料的制备：将尿素焙烧，冷却至室温，研磨得到黄色氮化碳粉末，再将黄色氮化碳粉末分散于异丙醇中，超声剥离，最后离心分离获得沉淀，经过洗涤、干燥，即制得石墨相氮化碳纳米片层材料；
步骤2，铁系金属与石墨相氮化碳复合材料的制备：取石墨相氮化碳纳米片层材料分散于去离子水中，随后加入活化剂，室温下超声振荡均匀活化形成溶液；将铁系金属盐加入到前述溶液中，加入分散剂，室温下超声振荡均匀混合；在冰水浴及还原氛围条件下，缓慢加入还原剂水溶液，铁系金属盐在石墨相氮化碳上原位还原完成后，经离心分离得到沉淀，经洗涤、干燥，最后即制得铁系金属与石墨相氮化碳复合材料。
一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，包括以下步骤：
1、石墨相氮化碳纳米片层材料的制备
在有盖氧化铝坩埚中加入10～15g尿素，然后放在马弗炉中，在温度500℃、升温速率为12.5℃·min-1的条件下焙烧2.5h，冷却至室温后，经充分研磨后得到黄色的氮化碳粉末，再称取0.8g氮化碳粉末分散于50mL异丙醇中，超声剥离4h，最后离心分离获得沉淀，用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤3次，随后在100℃干燥18h，即制得石墨相氮化碳纳米片层材料。
2、Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料的制备
先取200mg石墨相氮化碳纳米片层材料分散于15mL去离子水中，随后加入15mg的聚乙炔醇，室温下超声振荡均匀活化，再将396.40mg的六水硝酸镍加入到前述溶液中，加入640mg的十二烷基磺酸钠，室温下超声振荡均匀活化，在冰水浴及氮气气氛条件下，缓慢加入19.2mL，0.165mol/L的硼氢化钠水溶液(30mg)至六水硝酸镍还原完全，最后经离心分离得到沉淀，用乙醇洗涤三次，再用去离子水洗涤3次，随后在80℃干燥18h，即制得Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料。
一种石墨相氮化碳复合材料的应用，应用于微生物电解池阴极材料。
一种石墨相氮化碳复合材料的应用方法，包括以下步骤：
取4mg所制得Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料溶于600μL甲醇溶液中，将混合液均匀滴涂于阴极碳基基底上，室温下风干即制得析氢电极。将上述所制得电极作为单室微生物电解池阴极，附着活性抗毒微生物的碳毡作为阳极，进行析氢及电化学性能测试。
对本实施例中的Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料进行一系列物理表征和电化学测试。
图1为X射线衍射图。g-C3N4在27.4度和13.1度有两个反射峰，分别对应为g-C3N4的(002)和(100)晶面。(002)峰代表共轭芳香族体系的层间叠加特征，(100)峰代表三-s-三嗪单元的平面内结构填充基序。在Ni(OH)2/Ni/g-C3N4样品中可以清楚地观察到(002)和(100)衍射峰。此外，Ni(OH)2/Ni/g-C3N4在33.4℃和59.3℃出现了两个新的峰，这两个峰可以归为α-Ni(OH)2六边形晶体的(101)和(110)晶面。在44.76、52.24和76.83度处出现的衍射峰分别对应于Ni的(111)、(200)和(220)晶面。
图2为扫描电镜和透射电镜图。石墨相氮化碳平面上的氮原子孤对电子与其边缘上的多个含氧基团与金属离子产生强烈的螯合作用，被还原的纳米颗粒状金属生长在石墨相氮化碳表面的不同位置上，呈现花状结构，较大的比表面积有利于析氢活性位点的增加。
图3a塔菲尔曲线中，所制备的Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料的析氢过电位最小，交换电流密度最高。从图3b中的计时电压法曲线可得，本实施例所制备的Ni(OH)2Ni/石墨相氮化碳复合材料的平衡电压最低。表明Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料相对比Pt具有更优异的电化学析氢性能。
图4为光电子能谱图。图4a中的XPS光谱表明电极表面上Ni、N、C和O的共存。如图4b所示，Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳的Ni区域的XPS光谱显示在855.5和860.9eV处出现峰，对应于Ni 2p 3/2的水平，并在873.0和879.6eV处出现峰，对应于Ni 2p 1/2的水平。Ni2+峰的出现是由于电极表面Ni的氧化。Ni2+的峰值强度高于Ni0(约为852.0eV)，这可以归因于电极表面Ni的氧化。如图4c所示，N元素的特征峰也与纯石墨相氮化碳相匹配。图4d中的C1s光谱可以分解为两个结合物种。在284.5eV处的主峰来自石墨相氮化碳中的CN配位，另一个在288.3eV处的峰归属于N-C≡N键。如图4a所示，在531.3eV处的O1s对应于Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳催化剂的Ni-O键。
图5为微生物电解池运行一年的稳定性测试图。图5a表明运行一年后，微生物电解池所产生电流密度最高值为1.62mA/cm2，运行前三个周期的最高值为16.6mA/cm2。图5b中表明运行一年后，在最后一个周期，微生物电解池的产气体积与氢气所占比例分别为17.69mL，89.19％，而第一个周期产气体积与氢气所占比例分别为17.89mL，90.32％。所以，以Ni(OH)2Ni/石墨相氮化碳复合材料为阴极的微生物电解池稳定性良好。
图6为氮气吸脱附曲线图，石墨相氮化碳的Langmuir法比表面积为116.54㎡/g，平均孔直径为27.5nm。
实施例2
一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，包括以下步骤：
1、石墨相氮化碳纳米片层材料的制备
在有盖氧化铝坩埚中加入10～15g尿素，然后放在马弗炉中，在温度550℃、升温速率为10℃·min-1的条件下焙烧2h，冷却至室温后，经充分研磨后得到黄色的氮化碳粉末，再称取0.5g氮化碳粉末分散于50mL异丙醇中，超声剥离3h，最后离心分离获得沉淀，用乙醇洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，随后在60℃干燥12h，即制得石墨相氮化碳纳米片层材料。
2、Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料的制备
先取200mg石墨相氮化碳纳米片层材料分散于20mL去离子水中，随后加入的10mg的聚乙炔醇，室温下超声振荡均匀活化，再将99.09mg的六水硝酸镍加入到前述溶液中，加入100mg的十二烷基磺酸钠，室温下超声振荡均匀混合，在冰水浴及氮气气氛条件下，缓慢加入4.8mL，0.165mol/L的硼氢化钠水溶液，至六水硝酸镍还原完全，最后经离心分离得到沉淀，用去离子水洗涤3次，再用乙醇洗涤三次，随后在60℃干燥12h，即制得Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料。
一种石墨相氮化碳复合材料的应用方法，包括以下步骤：
取1mg所制得Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料溶于600μL甲醇溶液中，将混合液均匀滴涂于阴极碳基基底上，室温下风干即制得析氢电极。将上述所制得电极作为单室微生物电解池阴极，附着活性抗毒微生物的碳毡作为阳极，进行析氢及电化学性能测试。
实施例3
一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，包括以下步骤：
1、石墨相氮化碳纳米片层材料的制备
在有盖氧化铝坩埚中加入10～15g尿素，然后放在马弗炉中，在温度520℃、升温速率为15℃·min-1的条件下焙烧3h，冷却至室温后，经充分研磨后得到黄色的氮化碳粉末，再称取1g氮化碳粉末分散于50mL异丙醇中，超声剥离5h，最后离心分离获得沉淀，用乙醇洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，随后在120℃干燥24h，即制得石墨相氮化碳纳米片层材料。
2、Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料的制备
先取200mg石墨相氮化碳纳米片层材料溶于10mL去离子水中，随后加入20mg的聚乙炔醇，室温下超声振荡均匀活化，再将594.56mg的六水硝酸镍加入到前述溶液中，加入1200mg的十二烷基磺酸钠，室温下超声振荡均匀活化，在冰水浴及氮气气氛条件下，缓慢加入28.8mL，0.165mol/L的硼氢化钠水溶液，至六水硝酸镍还原完全，最后经离心分离得到沉淀，再用乙醇洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，随后在120℃干燥24h，即制得Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料。
一种石墨相氮化碳复合材料的应用方法，包括以下步骤：
取10mg所制得Ni(OH)2/Ni/石墨相氮化碳复合材料溶于600μL甲醇溶液中，将混合液均匀滴涂于阴极碳基基底上，室温下风干即制得析氢电极。将上述所制得电极作为单室微生物电解池阴极，附着活性抗毒微生物的碳毡作为阳极，进行析氢及电化学性能测试。
Claims (10)
1.一种石墨相氮化碳复合材料，其特征在于，通过下述方法制备得到：
步骤1，石墨相氮化碳纳米片层材料的制备：将尿素焙烧，冷却至室温，研磨得到黄色氮化碳粉末，再将黄色氮化碳粉末分散于异丙醇中，超声剥离，最后离心分离获得沉淀，经过洗涤、干燥，即制得石墨相氮化碳纳米片层材料；
步骤2，铁系金属与石墨相氮化碳复合材料的制备：取石墨相氮化碳纳米片层材料分散于去离子水中，随后加入活化剂，室温下超声振荡均匀活化形成溶液；将铁系金属盐加入到前述溶液中，加入分散剂，室温下超声振荡均匀混合；在冰水浴及还原氛围条件下，缓慢加入还原剂水溶液，铁系金属盐在石墨相氮化碳上原位还原完成后，经离心分离得到沉淀，经洗涤、干燥，最后即制得铁系金属与石墨相氮化碳复合材料。
2.一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，石墨相氮化碳纳米片层材料的制备：将尿素焙烧，冷却至室温，研磨得到黄色氮化碳粉末，再将黄色氮化碳粉末分散于异丙醇中，超声剥离，最后离心分离获得沉淀，经过洗涤、干燥，即制得石墨相氮化碳纳米片层材料；
步骤2，铁系金属与石墨相氮化碳复合材料的制备：取石墨相氮化碳纳米片层材料分散于去离子水中，随后加入活化剂，室温下超声振荡均匀活化形成溶液；将铁系金属盐加入到前述溶液中，加入分散剂，室温下超声振荡均匀混合；在冰水浴及还原氛围条件下，缓慢加入还原剂水溶液，铁系金属盐在石墨相氮化碳上原位还原完成后，经离心分离得到沉淀，经洗涤、干燥，最后即制得铁系金属与石墨相氮化碳复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤1中将尿素焙烧的具体步骤为：在有盖氧化铝坩埚中加入尿素，然后在管式炉中通入氦气焙烧；所述焙烧的温度为500℃～550℃，升温速率为10～15℃·min-1，时间为2～3h；所述超声剥离的时间为3～5h；所述洗涤具体步骤为先用乙醇洗涤至少3次，再用去离子水洗涤至少3次；所述干燥的温度为60～120℃，时间为12～24h。
4.根据权利要求2所述的一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤1中黄色氮化碳粉末与异丙醇的质量体积比为0.5～1g:50mL。
5.根据权利要求2所述的一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤2中活化剂为聚乙炔醇、三乙基己基磷酸、甲基戊醇中的一种或多种按任意比混合的混合物；所述铁系金属盐为氯化铁、六水硝酸铁、硫酸铁、氯化钴、六水硝酸钴、硫酸钴、氯化镍、六水硝酸镍和硫酸镍中的一种或多种按任意比混合的混合物；所述分散剂为十二烷基磺酸钠、聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、纤维素衍生物中的一种或多种按任意比混合；所述还原剂水溶液中的还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、酒石酸、草酸、葡萄糖酸钠中的一种。
6.根据权利要求2所述的一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤2中石墨相氮化碳纳米片层材料与去离子水的质量体积比为0.5～1g:50mL；所述活化剂与石墨相氮化碳纳米片层材料的质量比为1：10～20；所述铁系金属盐中金属元素与石墨相氮化碳纳米片层材料的质量比为1～6：10；所述分散剂与铁系金属盐中金属元素的质量比为5～10：1。
7.根据权利要求2所述的一种石墨相氮化碳复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤2中还原氛围为氮气气氛，原位还原的时间为1～5h；所述洗涤具体步骤为先用乙醇洗涤至少3次，再用去离子水洗涤至少3次；所述干燥的温度为60～120℃，时间为12～24h。
8.一种石墨相氮化碳复合材料的应用，其特征在于，应用于微生物电解池阴极材料。
9.一种石墨相氮化碳复合材料的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：将制得铁系金属与石墨相氮化碳复合材料溶于甲醇中形成混合液，将混合液均匀滴涂于阴极碳基基底上，室温下风干即制得析氢电极。
10.根据权利要求9所述的一种石墨相氮化碳复合材料的应用方法，其特征在于，所述铁系金属与石墨相氮化碳复合材料和甲醇溶液的质量体积比为1～10mg：600μL。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010753042.8A CN111957335A (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010753042.8A CN111957335A (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111957335A true CN111957335A (zh) | 2020-11-20 |
Family
ID=73363640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010753042.8A Pending CN111957335A (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111957335A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112695342A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-23 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 钴/氮掺杂石墨烯与纳米碳纤维复合材料的制备方法及其产品和应用 |
| CN112723325A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 | 一种磷掺杂石墨相氮化碳纳米片及其制备方法和应用 |
| CN113620392A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-09 | 同济大学 | 一种电活化亚硫酸根对水体消毒同步产氢的方法 |
| CN113788510A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-12-14 | 江西师范大学 | 一种适用于水库铁锰去除的装置 |
| CN116435532A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-07-14 | 广东格林赛福能源科技有限公司 | 石墨相氮化碳/粘土纳米复合催化剂、其制备方法及应用 |
| CN116443877A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-07-18 | 太原理工大学 | 一种煤基三维多孔碳及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103785434A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-14 | 福州大学 | 一种g-C3N4纳米片/CdS复合可见光催化剂 |
| CN106992304A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-07-28 | 江苏大学 | 一种氮化碳基复合物氧还原电催化剂修饰圆盘电极的制备方法及用途 |
| CN109473289A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-15 | 内蒙古科技大学 | 一种花状纳米复合材料及其制备方法和一种电极材料及其制备方法 |
| WO2019070844A1 (en) * | 2017-10-05 | 2019-04-11 | The Regents Of The University Of California | HYDROGEN RELEASE REACTION CATALYSIS USING CARBON NITRIDE MATERIALS COMPLEXED WITH RUTHENIUM IONS |
| CN109675604A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-04-26 | 江苏大学 | 氢氧化镍/薄层氮化碳复合可见光光催化剂及其制备方法 |
-
2020
- 2020-07-30 CN CN202010753042.8A patent/CN111957335A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103785434A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-14 | 福州大学 | 一种g-C3N4纳米片/CdS复合可见光催化剂 |
| CN106992304A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-07-28 | 江苏大学 | 一种氮化碳基复合物氧还原电催化剂修饰圆盘电极的制备方法及用途 |
| WO2019070844A1 (en) * | 2017-10-05 | 2019-04-11 | The Regents Of The University Of California | HYDROGEN RELEASE REACTION CATALYSIS USING CARBON NITRIDE MATERIALS COMPLEXED WITH RUTHENIUM IONS |
| CN109473289A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-15 | 内蒙古科技大学 | 一种花状纳米复合材料及其制备方法和一种电极材料及其制备方法 |
| CN109675604A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-04-26 | 江苏大学 | 氢氧化镍/薄层氮化碳复合可见光光催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| HU ZHOU,ET AL.: "High-capacity room-temperature hydrogen storage of zeolitic imidazolate framework/graphene oxide promoted by platinum metal catalyst", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 * |
| JUNQING YAN,ET AL.: "One-pot hydrothermal fabrication of layered β-Ni(OH)2/g-C3N4 nanohybrids for enhanced photocatalytic water splitting", 《APPLIED CATALYSIS B: ENVIRONMENTAL》 * |
| 吴振球等: "《高分子化合物的毒性和防护（增订版）》", 28 February 1986, 人民卫生出版社 * |
| 章家立等: "g-C3N4在水环境污染物去除和检测方面的应用研究进展", 《华东交通大学学报》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112723325A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 | 一种磷掺杂石墨相氮化碳纳米片及其制备方法和应用 |
| CN112723325B (zh) * | 2020-12-18 | 2023-07-25 | 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 | 一种磷掺杂石墨相氮化碳纳米片及其制备方法和应用 |
| CN112695342A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-23 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 钴/氮掺杂石墨烯与纳米碳纤维复合材料的制备方法及其产品和应用 |
| CN113620392A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-09 | 同济大学 | 一种电活化亚硫酸根对水体消毒同步产氢的方法 |
| CN113620392B (zh) * | 2021-07-20 | 2022-06-21 | 同济大学 | 一种电活化亚硫酸根对水体消毒同步产氢的方法 |
| CN113788510A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-12-14 | 江西师范大学 | 一种适用于水库铁锰去除的装置 |
| CN116443877A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-07-18 | 太原理工大学 | 一种煤基三维多孔碳及其制备方法和应用 |
| CN116443877B (zh) * | 2023-04-18 | 2024-04-12 | 太原理工大学 | 一种煤基三维多孔碳及其制备方法和应用 |
| CN116435532A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-07-14 | 广东格林赛福能源科技有限公司 | 石墨相氮化碳/粘土纳米复合催化剂、其制备方法及应用 |
| CN116435532B (zh) * | 2023-05-24 | 2024-01-30 | 广东格林赛福能源科技有限公司 | 石墨相氮化碳/粘土纳米复合催化剂、其制备方法及应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111957335A (zh) | 一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用 | |
| Wang et al. | Core–shell-structured low-platinum electrocatalysts for fuel cell applications | |
| Li et al. | Effect of supporting matrixes on performance of copper catalysts in electrochemical nitrate reduction to ammonia | |
| Gao et al. | Au nanoparticle-decorated NiCo2O4 nanoflower with enhanced electrocatalytic activity toward methanol oxidation | |
| CN108439549B (zh) | 一种阵列结构过渡金属硒化物电极的制备及其在电解水中的应用 | |
| CN107252700B (zh) | 一种催化中心均匀分布的多金属磷化物纳米管催化剂及低温制备方法 | |
| CN113005469B (zh) | 一种钌负载无定型的氢氧化镍/磷化镍复合电极及其制备方法和应用 | |
| CN113061929B (zh) | 一种掺杂磷化镍铁基三维超薄纳米片材料及其制备方法和应用 | |
| Liu et al. | Synergistic coupling of nickel boride with Ru cluster as a highly active multifunctional electrocatalyst for overall water splitting and glucose electrolysis | |
| CN113718281A (zh) | 一种石墨烯量子点/MXene纳米片二维复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN113249739B (zh) | 金属磷化物负载的单原子催化剂及其制备方法和作为析氢反应电催化剂的应用 | |
| CA3116079A1 (en) | Hydrogen evolution reaction catalyst | |
| CN113174053B (zh) | 一种基于乌洛托品的Mn-MOF及其制备方法和应用 | |
| Liu et al. | Self-powered H2 generation implemented by hydrazine oxidation assisting hybrid electrochemical cell | |
| CN113463131B (zh) | 一种铜单原子催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN113322476B (zh) | 一种银掺杂铜纳米片催化剂的制备方法及其应用 | |
| Jiang et al. | Dynamic self-optimization of hierarchical NiAl architecture catalysing oxygen evolution reaction in alkaline water electrolysis | |
| Ibrahim et al. | Electrocatalytic hydrogen generation using tripod containing pyrazolylborate-based copper (II), nickel (II), and iron (III) complexes loaded on a glassy carbon electrode | |
| CN110453256B (zh) | 一种多面体钴铱纳米颗粒析氢电催化剂及其镀液和制备方法 | |
| CN110479290B (zh) | 一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN113604818A (zh) | 一种非对称电解池用电极材料及其制备方法 | |
| CN115161698B (zh) | 纳米多孔Cu/MnOx催化剂的制备及其在电催化硝酸盐还原制氨中的应用 | |
| CN113078329B (zh) | 一种具有中空蛋黄-蛋壳结构的Ni2P/C纳米复合材料制备方法及应用 | |
| CN115161698A (zh) | 纳米多孔Cu/MnOx催化剂的制备及其在电催化硝酸盐还原制氨中的应用 | |
| Santos et al. | Towards the Hydrogen Economy—A Review of the Parameters That Influence the Efficiency of Alkaline Water Electrolyzers. Energies 2021, 14, 3193 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201120 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |