CN115231558A - 一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法 - Google Patents
一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115231558A CN115231558A CN202210815716.1A CN202210815716A CN115231558A CN 115231558 A CN115231558 A CN 115231558A CN 202210815716 A CN202210815716 A CN 202210815716A CN 115231558 A CN115231558 A CN 115231558A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sulfur
- graphene
- preparation
- graphene material
- mixture
- 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
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 65
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Natural products CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Chemical compound CC(N)=S YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 abstract description 17
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 abstract 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- -1 thioacetamide modified graphene Chemical class 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DSVGQVZAZSZEEX-UHFFFAOYSA-N [C].[Pt] Chemical compound [C].[Pt] DSVGQVZAZSZEEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UENWRTRMUIOCKN-UHFFFAOYSA-N benzyl thiol Chemical compound SCC1=CC=CC=C1 UENWRTRMUIOCKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- DTCAGAIFZCHZFO-UHFFFAOYSA-N 2-(ethylamino)-1-(3-fluorophenyl)propan-1-one Chemical compound CCNC(C)C(=O)C1=CC=CC(F)=C1 DTCAGAIFZCHZFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N Norphytane Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000534944 Thia Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 229910021387 carbon allotrope Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- MHDVGSVTJDSBDK-UHFFFAOYSA-N dibenzyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1COCC1=CC=CC=C1 MHDVGSVTJDSBDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- MINVSWONZWKMDC-UHFFFAOYSA-L mercuriooxysulfonyloxymercury Chemical compound [Hg+].[Hg+].[O-]S([O-])(=O)=O MINVSWONZWKMDC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000371 mercury(I) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- HNKJADCVZUBCPG-UHFFFAOYSA-N thioanisole Chemical compound CSC1=CC=CC=C1 HNKJADCVZUBCPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/194—After-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9075—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/9083—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：利用硫代乙酰胺为硫的前驱体，将氧化石墨烯和含硫前驱体混合均匀后，然后将混合物放在水热反应釜中进行反应；再用去离子水和乙醇抽滤洗涤，将产物溶于N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，得到硫掺杂石墨烯材料。该发明方法具有制备成本低，操作简单，反应条件温和的特点。本发明方法制备的硫掺杂石墨烯材料增强了导电性，提高了电化学稳定性，可作为电催化剂的一种新型载体，用于质子交换膜燃料电池、甲醇燃料电池等。
Description
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法。
背景技术
石墨烯是一种由sp2杂化碳组成的单原子厚的薄片，自从2004年通过机械剥离制备出这种的材料以来，受到了科学界和工程界的极大关注。石墨烯独特的二维蜂窝状晶格结构，赋予了它许多优异的化学和物理性能。原始石墨烯的这些明显优点包括高导热系数、高透明度、室温下优异的载流子迁移率、良好的导电性、极高的理论比表面积、良好的环境兼容性，高机械强度，低生产成本，和对有机和无机分子的高吸附能力。由于这些优异的性能，2D石墨烯在光学、电子、生物和催化领域显示出比其他碳同素异形体(即0D富勒烯、1D纳米管和3D石墨)更有前途的应用。
在碳载体中，石墨烯是一种很热门的材料。但是石墨烯具有较高的堆积倾向，会导致较低的孔隙率和较低的反应性，阻碍纳米粒子的附着。对此的一种解决方法是在石墨烯上掺杂氮、硫等原子，引入杂原子缺陷，以改善石墨烯结构，增加层间距离，提高电导率。
硫掺杂碳材料目前已经有了很多的研究和应用，而它同周期的磷元素也有着很好的应用前景。相较于P原子，S原子具有更大的原子半径，形成的C-S键长也明显比C-P键长更长，S原子的掺入会给碳材料结构带来更大的结构形变。又因为S的电负性比C大，P的电负性比C小，因此C-S键的极性与C-P键的极性相反，这意味着硫掺杂石墨烯可以产生更多的缺陷位和活性位点。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明提供一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料的制备方法，包括如下步骤：
S11：将硫代乙酰胺和小分子醇加入氧化石墨烯的水分散液中，混合，得到混合物A；
S12：对所述混合物A进行加热反应，得到混合物B；
S13：对所述混合物B进行除杂，得到所述硫掺杂石墨烯复合材料。
优选的，所述硫代乙酰胺和氧化石墨烯的质量比为40-60：1。
优选的，所述小分子醇为甲醇或乙醇。
优选的，所述步骤S11中，混合的时间为10-30min。
优选的，所述步骤S12中，加热反应的温度为100-180℃。
优选的，所述步骤S12中，加热反应的时间为3-5h。
优选的，所述步骤S13中，除杂的方法为：将所述混合物B过滤、洗涤后溶解于有机溶剂中。
进一步地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或甲醇。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料。
优选的，所述具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料中硫元素的重量分数为13-14％。
本发明方法制备的具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料增强了导电性，提高了电化学稳定性，可作为电催化剂的一种新型载体，用于质子交换膜燃料电池、甲醇燃料电池等。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)相比于常见的硫杂石墨烯，以硫代乙酰胺修饰的硫掺杂石墨烯，其硫掺杂率更高，在作为电催化材料使用时具有结构可控、电化学稳定性较高的优点。
(2)本发明方法制备的硫掺杂石墨烯材料增强了导电性，提高了催化性能，使石墨烯材料在实际应用领域具有更加广阔的前景。
(3)本发明方法工艺简单，反应温度低，有望实现批量生产。
附图说明
图1为实施例1的硫掺杂石墨烯复合材料的SEM图。
图2为未掺杂石墨烯和实施例1的硫掺杂石墨烯复合材料的拉曼测试谱图。
图3为铂碳、未掺杂石墨烯和实施例1的硫掺杂石墨烯复合材料的导电性测试结果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
第一步，移取浓度为4.2mg/mL的GO溶液4.8mL于反应釜内衬中，并称量1000mg硫代乙酰胺于内衬中。
第二步，在内衬中加入10mL去离子水和2.5mL乙醇，搅拌15min。
第三步，将含有氧化石墨烯和硫代乙酰胺溶液的水热釜中进行水热处理，温度为150℃，时间为3.5h。
第四步，将上一步所得体系用去离子水和乙醇抽滤洗涤；将产物溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，得到硫代乙酰胺修饰的石墨烯。
实施例2
第一步，移取浓度为4.2mg/mL的GO溶液4.0mL于反应釜内衬中，并称量1000mg硫代乙酰胺于内衬中。
第二步，在内衬中加入10mL去离子水和2.5mL乙醇，搅拌10-30min。
第三步，将含有氧化石墨烯和硫代乙酰胺溶液的水热釜中进行水热处理，温度为100℃，时间为3h。
第四步，将上一步所得体系用去离子水和乙醇抽滤洗涤；将产物溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，得到硫代乙酰胺修饰的石墨烯。
实施例3
第一步，移取浓度为4.2mg/mL的GO溶液5.9mL于反应釜内衬中，并称量1000mg硫代乙酰胺于内衬中。
第二步，在内衬中加入10mL去离子水和2.5mL乙醇，搅拌10-30min。
第三步，将含有氧化石墨烯和硫代乙酰胺溶液的水热釜中进行水热处理，温度为180℃，时间为5h。
第四步，将上一步所得体系用去离子水和乙醇抽滤洗涤；将产物溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，得到硫代乙酰胺修饰的石墨烯。
实施例4
第一步，移取浓度为4.2mg/mL的GO溶液5.1mL于反应釜内衬中，并称量1000mg硫代乙酰胺于内衬中。
第二步，在内衬中加入10mL去离子水和2.5mL乙醇，搅拌10-30min。
第三步，将含有氧化石墨烯和硫代乙酰胺溶液的水热釜中进行水热处理，温度为100℃，时间为3h。
第四步，将上一步所得体系用去离子水和乙醇抽滤洗涤；将产物溶于甲醇溶液中，得到硫代乙酰胺修饰的石墨烯。
实施例5
第一步，移取浓度为4.2mg/mL的GO溶液5.9mL于反应釜内衬中，并称量1000mg硫代乙酰胺于内衬中。
第二步，在内衬中加入10mL去离子水和2.5mL甲醇，搅拌10-30min。
第三步，将含有氧化石墨烯和硫代乙酰胺溶液的水热釜中进行水热处理，温度为180℃，时间为5h。
第四步，将上一步所得体系用去离子水和乙醇抽滤洗涤；将产物溶于甲醇溶液中，得到硫代乙酰胺修饰的石墨烯。
对比例1
第一步，移取浓度为4.2mg/mL的GO溶液4.8mL于反应釜内衬中，并称量750μl硫代乙醇酸于内衬中。
第二步，在内衬中加入10mL去离子水和2.5mL乙醇，搅拌15min。
第三步，将含有氧化石墨烯和硫代乙酰胺溶液的水热釜中进行水热处理，温度为150℃，时间为3.5h。
第四步，将上一步所得体系用去离子水和乙醇抽滤洗涤；将产物溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，得到硫掺杂的石墨烯复合材料。
对比例2
第一步，移取浓度为4.2mg/mL的GO溶液4.8mL于反应釜内衬中，并称量940μl苄硫醇于内衬中。
第二步，在内衬中加入10mL去离子水和2.5mL乙醇，搅拌15min。
第三步，将含有氧化石墨烯和硫代乙酰胺溶液的水热釜中进行水热处理，温度为150℃，时间为3.5h。
第四步，将上一步所得体系用去离子水和乙醇抽滤洗涤；将产物溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，得到硫掺杂的石墨烯复合材料。
对比例3
第一步，移取浓度为4.2mg/mL的GO溶液4.8mL于反应釜内衬中，并称量940μl苯甲硫醚于内衬中。
第二步，在内衬中加入10mL去离子水和2.5mL乙醇，搅拌15分钟。
第三步，将含有氧化石墨烯和硫代乙酰胺溶液的水热釜中进行水热处理，温度为150℃，时间为3.5h。
第四步，将上一步所得体系用去离子水和乙醇抽滤洗涤；将产物溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，得到硫掺杂的石墨烯复合材料。
效果评价1
表1各种含硫材料制备硫掺杂石墨烯材料的元素分析
| 名称 | N(％) | C(％) | H(％) | S(％) | O(％) |
| 硫代乙醇酸 | 0.28 | 81.77 | 1.33 | 1.694 | 14.926 |
| 苄硫醇 | 0.28 | 79.26 | 2.323 | 9.321 | 8.816 |
| 苯甲基醚 | 0.24 | 74.4 | 2.057 | 4.997 | 18.306 |
| 硫代乙酰胺 | 1.56 | 70.67 | 1.386 | 13.048 | 13.336 |
如表1所示，分别使用四种相对分子质量相近的含硫材料作为硫源，经VarioMicrocube元素分析仪检测结果显示，在实验条件完全相同的情况下，硫代乙酰胺掺杂的石墨烯材料含硫量最高为13.048wt％；相比于目前存在的硫掺杂石墨烯材料，其含硫量普遍在10wt％以下。
效果评价2
图1为硫代乙酰胺掺杂石墨烯后的SEM图，从图1中可以看出在硫掺杂石墨烯上有很多石墨烯的褶皱和折叠，这些褶皱和折叠在很大程度上阻止了石墨烯片层间的相互堆叠。
由图2可以看出，两个样品均在～1346cm-1和～1602cm-1峰位附近出现两个明显的特征峰，分别属于无序碳结构的D峰和石墨化碳结构的G峰。未掺杂rGO的ID/IG值为0.95，而硫原子的引入，使ID/IG增加到1.26，这表明随着S原子的引入导致石墨烯更多的结构缺陷。
效果评价3
1.配置带负电的电解液：1mMK3FeC6N6溶在0.1MKCL溶液中；
2.测试：采用三电极测试，玻碳电极作为工作电极，银氯化银作为对电极，汞硫酸亚汞作为参比电极。
3.取2mg的20％铂碳溶于1mL的异丙醇中，超声分散均匀；
取2mg的未掺杂石墨烯溶于1mL的异丙醇中，超声分散均匀；
取2mg的硫代乙酰胺掺杂的石墨烯溶于1mL的异丙醇中，超声分散均匀；
将超声均匀的溶液滴涂到玻碳电极上，使用红外灯干燥，然后测试。
4.使用上海辰华CHI600E电化学工作站进行分析。
该图3为导电性测试结果，掺杂硫代乙酰胺的石墨烯峰峰差最小，导电性最好。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11：将硫代乙酰胺和小分子醇加入氧化石墨烯的水分散液中，混合，得到混合物A；
S12：对所述混合物A进行加热反应，得到混合物B；
S13：对所述混合物B进行除杂，得到所述硫掺杂石墨烯复合材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫代乙酰胺和氧化石墨烯的质量比为40-60：1。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述小分子醇为甲醇或乙醇。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，混合的时间为10-30min。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中，加热反应的温度为100-180℃。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中，加热反应的时间为3-5h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S13中，除杂的方法为：将所述混合物B过滤、洗涤后溶解于有机溶剂中。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或甲醇。
9.一种权利要求1-8中任一项所述制备方法制备得到的具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料。
10.如权利要求9所述的具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料，其特征在于，所述具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料中，硫元素的重量分数为13-14％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210815716.1A CN115231558A (zh) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210815716.1A CN115231558A (zh) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115231558A true CN115231558A (zh) | 2022-10-25 |
Family
ID=83672925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210815716.1A Pending CN115231558A (zh) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115231558A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104577141A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-04-29 | 湖北大学 | 一种硫掺杂石墨烯修饰电极及其制备方法和应用 |
| CN105390674A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-03-09 | 中南大学 | 一种钠离子电池二硒化铁/硫掺杂石墨烯负极复合材料及其制备方法 |
| CN107834056A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-03-23 | 华东师范大学 | 原位还原n掺杂石墨烯‑硫化锡‑二氧化锡复合电极材料制备方法及储锂应用 |
| CN110380012A (zh) * | 2018-04-13 | 2019-10-25 | 盐城工学院 | 一种硫掺杂Mn3O4量子点/石墨烯复合材料、其制备方法及应用 |
| CN110391087A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-29 | 湖南工业大学 | 一种氮硫磷三种元素掺杂多孔氧化石墨烯材料的制备方法及其应用 |
| KR20200002117A (ko) * | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 대구대학교 산학협력단 | 전기화학적 기법을 이용한 황-도핑 그래핀의 제조방법 및 이로부터 제조된 황-도핑 그래핀을 포함하는 이기능성 촉매 |
-
2022
- 2022-07-12 CN CN202210815716.1A patent/CN115231558A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104577141A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-04-29 | 湖北大学 | 一种硫掺杂石墨烯修饰电极及其制备方法和应用 |
| CN105390674A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-03-09 | 中南大学 | 一种钠离子电池二硒化铁/硫掺杂石墨烯负极复合材料及其制备方法 |
| CN107834056A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-03-23 | 华东师范大学 | 原位还原n掺杂石墨烯‑硫化锡‑二氧化锡复合电极材料制备方法及储锂应用 |
| CN110380012A (zh) * | 2018-04-13 | 2019-10-25 | 盐城工学院 | 一种硫掺杂Mn3O4量子点/石墨烯复合材料、其制备方法及应用 |
| KR20200002117A (ko) * | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 대구대학교 산학협력단 | 전기화학적 기법을 이용한 황-도핑 그래핀의 제조방법 및 이로부터 제조된 황-도핑 그래핀을 포함하는 이기능성 촉매 |
| CN110391087A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-29 | 湖南工业大学 | 一种氮硫磷三种元素掺杂多孔氧化石墨烯材料的制备方法及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107393725B (zh) | 一种多孔导电的碳材料负载NiCo2O4复合材料及其制法和应用 | |
| Xu et al. | Methanol electrocatalytic oxidation on Pt nanoparticles on nitrogen doped graphene prepared by the hydrothermal reaction of graphene oxide with urea | |
| CN112053861B (zh) | 一种三维导电MOF@MXene复合电极的原位制备方法 | |
| CN104370279A (zh) | 一种碳纳米管、其制备方法及用途 | |
| CN114023980B (zh) | 一种基于糠醛渣的氮掺杂多孔炭材料制备方法及其电催化氧还原性能 | |
| CN109244484A (zh) | 一种多孔石墨烯/碳纳米管柔性自支撑膜材料的制备方法 | |
| CN110504456A (zh) | 一种基于氮氧掺杂球/片多孔碳材料的氧还原电极及其制备方法和应用 | |
| CN108754523A (zh) | 一种基于cof-金属界面协同作用电催化还原二氧化碳的方法 | |
| Qiu et al. | Facile synthesis of g-C3N4/LDH self-growing nanosheet arrays for enhanced supercapacitor performance | |
| CN114772689B (zh) | 一种低成本三元复合电极材料及其制备方法和应用 | |
| CN108198701B (zh) | 一种四氧化三钴/碳复合电极材料、制备方法及其应用 | |
| CN113005477B (zh) | 一种磷硫共掺杂石墨烯负载Mo2C复合材料的制备方法 | |
| CN111804313B (zh) | Fe2O3@Co9S8双中空核壳结构纳米复合材料制备方法及其应用 | |
| CN115231558A (zh) | 一种具有高硫原子掺杂度的石墨烯材料及其制备方法 | |
| CN115424874B (zh) | 一种MXene基柔性超级电容器电极材料及其制备方法 | |
| CN116453878A (zh) | 一种MWCNTs/PPy/NiCo-LDH的制备方法及其应用 | |
| CN106783233A (zh) | CuCo2S4纳米粒子的制备方法 | |
| CN116230415A (zh) | COFs/MXene/CNF复合膜及其制备方法、应用 | |
| CN113470982B (zh) | 一种高性能柔性超级电容器复合电极材料及其制备方法 | |
| CN113461972B (zh) | 一种取向结构的碳空心管/pedot:pss水凝胶的制备方法及应用 | |
| CN115584045A (zh) | 共价有机骨架结构改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备 | |
| CN115193275A (zh) | 电响应膜及其制备方法和应用 | |
| CN111244481B (zh) | 一种棕腐酸层片基MOFs衍生电催化剂材料的制备方法 | |
| CN109433191B (zh) | 一种黏结粉体催化剂的方法 | |
| CN112941542A (zh) | 一种氮掺杂多孔纳米球负载纳米花状Mo2C复合材料和制法 |
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 |