CN116377473B - 一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料、制备方法及其应用 - Google Patents
一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料、制备方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料、制备方法及其应用，属于纳米新材料制备技术领域，首先在石墨相氮化碳(g‑C3N4)纳米环模板表面负载金属氧化物，再进行高分子聚合物包覆得到三明治结构，最后高温碳化，g‑C3N4模板分解，g‑C3N4模板高温分解产生的含N物种中间产物可与金属氧化物反应形成金属与氮配位的化学键，促进金属氧化物向金属单原子的转化，得到氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料，所制得的材料以氮掺杂中空碳纳米环为基体，金属单原子直接负载于基体上，具备高度分散性特点，展现出优异的电化学性能，可应用于电化学储能和电催化领域。同时，本发明制备过程可控，对设备条件要求较低。
Description
技术领域
本发明属于纳米新材料制备技术领域，涉及一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料、制备方法及其应用。
背景技术
能源和环境是当今世界面临的两大难题，持续、清洁的能源转换和储能技术受到极大的关注。目前，包括过渡金属(如铁、钴、镍等)在内的诸多金属已被开发用于制备高效的电化学储能材料和电催化剂材料，应用于碱金属离子电池、锂-空气电池、燃料电池、析氢反应、CO2还原等电化学领域。
单原子材料(SAMs)凭借原子利用率最大化、充分暴露潜在活性位点和有效节省金属资源等优势，近年来逐渐成为了催化和材料研究领域的热点。然而，SAMs的单个金属原子具有较高的表面自由能，它们在化学上不稳定，倾向于聚集成金属纳米颗粒。选择具有氮掺杂、大比表面积且良好导电性的碳纳米基体空心材料作为单原子载体有利于捕获更多的金属原子，并使其分散均匀，最终达到提高原子利用率和稳定性的目的。除此之外，大多数单原子的制备方法对设备、制备条件要求苛刻，限制了单原子的研究进展，简单有效的单原子复合材料的制备技术面临挑战。因此，开发一种简单可控的、能够制备高度分散单原子材料的方法非常必要。
发明内容
本发明针对上述提出的问题，提供一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料、制备方法及其应用。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料的制备方法，首先在石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米环模板表面负载金属氧化物，再进行高分子聚合物包覆得到三明治结构，最后高温碳化，g-C3N4模板分解，得到氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1，配制g-C3N4纳米环和金属盐的混合溶液，通过水热法在g-C3N4纳米环模板表面负载金属氧化物得到g-C3N4@MOx；其中，g-C3N4纳米环与金属盐的质量比为1:(0.5-1.5)。
步骤2，在步骤1得到的产物g-C3N4@MOx表面进行高分子聚合物包覆，得到三明治结构；
步骤3，将步骤2得到的产物高温碳化，使g-C3N4模板分解，得到氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料。
所述制备方法的具体步骤如下：
进一步的，所述步骤1中：将g-C3N4纳米环和金属盐同时分散于去离子水中形成分散液，在150-170℃下保温2-4h，完成水热反应，得到固体产物g-C3N4@MOx，进行洗涤干燥；其中，所述的g-C3N4纳米环的外径为100-200nm，内径为50-100nm；所述金属盐是硝酸盐、乙酸盐或氯化物中的一种，金属为Fe，Co，Ni，Sn中的一种。
更进一步的，所述步骤1中的金属盐优选自硝酸铁、乙酸钴、氯化镍、四氯化锡中的一种。
进一步的，所述步骤2中：所述的高分子聚合物为酚醛树脂、聚多巴胺、聚酰亚胺中的一种，g-C3N4@MOx与高分子聚合物的质量比为1:(1.0-3.0)。
当包覆的高分子聚合物为酚醛树脂时，步骤2具体为：将g-C3N4@MOx分散于去离子水中，再加入间苯二酚和甲醛，室温下搅拌聚合6-12h，完成高分子聚合物包覆，得到的产物进行洗涤干燥；
当包覆的高分子聚合物为聚多巴胺时，步骤2具体为：将g-C3N4@MOx分散于缓冲溶液中，再加入盐酸多巴胺，室温下搅拌聚合6-12h，完成高分子聚合物包覆，得到的产物进行洗涤干燥；
当包覆的高分子聚合物为聚酰亚胺时，步骤2具体为：将g-C3N4@MOx分散于N,N-二甲基乙酰胺溶液中，再加入联苯二酐和苯二胺，室温下搅拌聚合6-12h，完成高分子聚合物包覆，得到的产物进行洗涤干燥。
进一步的，所述步骤3中：所述碳化温度为600-800℃，碳化气氛为氮气或氩气，碳化时间为2-4小时。
一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料，由上述制备方法制备得到，以氮掺杂中空碳纳米环为基体，金属单原子直接负载于基体上，具备高度分散性特点，展现出优异的电化学性能。
一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料的应用，应用于电化学储能和电催化领域。
本发明的原理及创新点在于：g-C3N4纳米环模板高温分解可产生含有大量氮物种的中间产物，这些含氮物种可与金属形成配位化学键，促进金属氧化物向金属单原子的转化，并最终与高分子衍生碳形成稳定的氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子的复合材料。同时，包覆在金属氧化物和含氮前驱体表面的高分子聚合物及其衍生碳具有空间限域效应，促进了金属单原子在含氮碳基体中的有效分散和氮掺杂中空碳纳米环结构的形成。由于氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料具有高原子利用率、大量活性位点等优势，展现出优异的电化学性能。同时，中空碳纳米环可以提供高比表面和丰富的孔结构，为电化学反应提供更多的活性中心和扩散通道，促进电化学反应的动力学过程。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明制备一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料，工艺过程合理高效。首先合成了以g-C3N4为内核、金属氧化物为夹层、高分子聚合物为包覆层的复合结构，碳化处理过程，g-C3N4模板高温分解产生的含N物种中间产物可与金属氧化物反应形成金属与氮配位的化学键，促进金属氧化物向金属单原子的转化，得到氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料。
(2)g-C3N4模板在高分子聚合物内部分解，空间限域作用下强电负性的N原子掺杂进入高分子聚合物衍生碳，得到高氮掺杂的中空碳纳米环结构。该中空碳纳米环结构可以提供高比表面和丰富的孔结构，为电化学反应提供更多的活性位点和扩散通道，促进电化学反应的动力学过程。
(3)本发明的制备技术相比于其他制备单原子材料的工艺，过程可控，对设备条件要求较低。
(4)本发明制备的氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料展现出优异的电化学性能。
附图说明
图1为本发明实施例1中石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米环模板的扫描电镜照片。
图2为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的扫描电镜照片。
图3为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的透射电镜照片。
图4为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的X射线能谱分析图(EDS)，其中a为高角度环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)图，b为C元素分布图，c为N元素分布图，d为O元素分布图，e为Sn元素分布图。
图5为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的球差校正透射电镜图，圆圈内为Sn单原子。
图6为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的XRD图谱。
图7为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的高分辨率N1s XPS光谱。
图8为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料作钠离子电池负极在0.1mV/s扫速下测试的CV曲线。
图9为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料、氮掺杂中空碳纳米环和负载SnO2纳米颗粒的氮掺杂中空碳纳米环材料分别作钠离子电池负极的在1.0Ag-1电流密度下的循环性能。
图10为本发明实施例1中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料、氮掺杂中空碳纳米环和负载SnO2纳米颗粒的氮掺杂中空碳纳米环材料分别作钠离子电池负极的在不同电流密度下的倍率性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步阐述，但是本发明不局限于以下实施例。
本发明中原料g-C3N4纳米环根据本课题组已授权专利CN107151003B制备得来(专利申请号2017102900997、专利申请号2017.09.12)。
实施例1：
(1)称取100mg g-C3N4纳米环和100mg SnCl4同时分散于100mL去离子水中形成分散液。配制好的分散液转入高压水热反应釜中进行水热反应，水热反应温度为160℃，反应时间为3h，水热反应获得的固体产物分别用乙醇和水洗涤三次、80℃真空干燥12h。(2)称取步骤(1)制备的固体100mg分散于新鲜制备的100mL Tris缓冲溶液(pH＝8.5)中，向缓冲溶液中加入200mg盐酸多巴胺，室温下搅拌聚合9h，使步骤(1)中得到的固体产物表面包覆聚多巴胺，包覆后得到的产物用去离子水和乙醇洗涤三次，80℃真空干燥12h。
(3)将步骤(2)中得到的产物在氩气气氛下煅烧，煅烧温度为700℃，时间为3h，得到负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料。
本实施例所使用的g-C3N4纳米环模板的扫描电镜如图1所示，其为环形纳米结构。本实施例制备的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的扫描电镜如图2所示，扫描电镜显示制得的是碳纳米环结构；图3是其透射电镜，证明碳纳米环是一种中空结构；图4是其X射线能谱分析图(EDS)，可知得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料含有碳(C)、氮(N)、氧(O)、锡(Sn)，各元素均匀分布。图5是其球差校正透射电镜图，圆圈内为Sn单原子。对负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料进行XRD分析，如图6所示，XRD中无Sn以及SnO2的特征峰仅有无定形碳特征峰，证明了Sn以单原子的形式存在于氮掺杂中空碳纳米环中。高分辨率N1s XPS光谱(图7)可以分解为398.1、399.3、400.3、402.4和404.0eV处五个峰，对应于吡啶N、Sn-N、吡咯N、石墨N和氧化N，证明Sn与N的成功配位。
将本实施例制备的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料作为钠离子电池负极材料进行电化学性能测试。图8是其在0.1mV/s扫速下测试的CV曲线；在循环性能方面，负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在1.0Ag-1电流密度下具有380mAh g-1的放电比容量，明显优于单组分的氮掺杂中空碳纳米环和负载SnO2纳米颗粒的氮掺杂中空碳纳米环材料。负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料经过1200圈循环之后比容量保持在349mA hg-1，具有优异的循环稳定性(如图9)。同时，在倍率性能方面，负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在0.1、0.2、0.5、1、2、5g-1的电流密度下，其放电比容量分别为446、440、391、341、303、249mA h g-1，也明显优于单组分的氮掺杂中空碳纳米环和负载SnO2纳米颗粒的氮掺杂中空碳纳米环材料(如图10)。
对比例1：
(1)称取100mg g-C3N4纳米环分散于新鲜制备的100mL Tris缓冲溶液(pH＝8.5)中，向缓冲溶液中加入200mg多巴胺，室温下搅拌聚合，产物用去离子水和乙醇洗涤三次，80℃真空干燥12h，
(2)在氩气气氛下煅烧，煅烧温度为700℃，时间为3h，得到氮掺杂中空碳纳米环材料。
对比例2：
(1)称取100mg g-C3N4纳米环和100mg SnCl4同时分散于100mL去离子水中形成溶液。配制好的溶液转入高压水热反应釜中进行水热反应，水热反应温度为160℃，反应时间为3h，水热反应获得的固体产物分别用乙醇和水洗涤三次、80℃真空干燥12h。
(2)称取步骤(1)制备的固体100mg分散于新鲜制备的100mL Tris缓冲溶液(pH＝8.5)中，向缓冲溶液中加入200mg盐酸多巴胺，室温下搅拌聚合，产物用去离子水和乙醇洗涤三次，80℃真空干燥12h，将产物加入100mL的10％ NaOH溶液中处理12h，溶解去除g-C3N4模板，80℃真空干燥12h。
(3)将步骤(2)中得到的产物在氩气气氛下煅烧，煅烧温度为700℃，时间为3h，得到负载SnO2纳米颗粒的氮掺杂中空碳纳米环材料。
将实施例1、对比例1和对比例2所得材料分别用作钠离子电池负极进行电化学性能测试。在长循环性能方面，实施例1的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在1.0Ag-1电流密度下，经过1200圈循环之后比容量保持在349mA h g-1，作为对比样，对比例1的氮掺杂中空碳纳米环材料经过1200圈循环之后比容量仅为176mA h g-1，对比例2的负载SnO2纳米颗粒的氮掺杂中空碳纳米环材料经过770圈循环之后比容量仅为205mA h g-1。在倍率性能方面，在5.0A g-1的大电流密度下，负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的比容量保持在249mA h g-1，对比例1的氮掺杂中空碳纳米环材料的比容量仅为92mA h g-1，对比例2的负载SnO2纳米颗粒的氮掺杂中空碳纳米环材的比容量仅为167mA h g-1。因此，实施例1材料用作钠离子电池负极材料时的循环性能和倍率性能都远优于两个对比例材料，证明氮掺杂中空碳纳米环负载Sn单原子材料展现出优异的电化学性能。
实施例2：
(1)称取100mg g-C3N4纳米环和50mg SnCl4同时分散于100mL去离子水中形成溶液。配制好的溶液转入高压水热反应釜中进行水热反应，水热反应温度为150℃，反应时间为4h，水热反应获得的固体产物分别用乙醇和水洗涤三次、80℃真空干燥12h。
(2)称取步骤(1)制备的固体100mg分散于新鲜制备的100mL Tris缓冲溶液(pH＝8.5)中，向缓冲溶液中加入100mg盐酸多巴胺，室温下搅拌聚合6h，使步骤(1)中得到的固体产物表面包覆聚多巴胺，包覆后得到的产物用去离子水和乙醇洗涤三次，80℃真空干燥12h。
(3)将步骤(2)中得到的产物在氩气气氛下煅烧，煅烧温度为600℃，时间为4h，得到负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料。
将本实施例中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料用作钠离子电池负极进行电化学性能测试。在长循环性能方面，实施例2的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在1.0A g-1电流密度下，经过1000圈循环之后比容量保持在311mA h g-1；在倍率性能方面，在5.0A g-1的大电流密度下，负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的比容量保持在225mA h g-1，证明本实施例所得氮掺杂中空碳纳米环负载Sn单原子材料展现出优异的电化学性能。
实施例3：
(1)称取100mg g-C3N4纳米环和150mg SnCl4同时分散于100mL去离子水中形成溶液。配制好的溶液转入高压水热反应釜中进行水热反应，水热反应温度为170℃，反应时间为2h，水热反应获得的固体产物分别用乙醇和水洗涤三次、80℃真空干燥12h。
(2)称取步骤(1)制备的固体100mg分散于新鲜制备的100mL Tris缓冲溶液(pH＝8.5)中，向缓冲溶液中加入300mg盐酸多巴胺，室温下搅拌聚合12h，使步骤(1)中得到的固体产物表面包覆聚多巴胺，包覆后得到的产物用去离子水和乙醇洗涤三次，80℃真空干燥12h。
(3)将步骤(2)中得到的产物在氩气气氛下煅烧，煅烧温度为800℃，时间为2h，得到负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料。
将本实施例中得到的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料用作钠离子电池负极进行电化学性能测试。在长循环性能方面，实施例3的负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在1.0A g-1电流密度下，经过800圈循环之后比容量保持在323mA h g-1；在倍率性能方面，在5.0A g-1的大电流密度下，负载Sn单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料的比容量保持在229mA h g-1，证明本实施例所得氮掺杂中空碳纳米环负载Sn单原子材料展现出优异的电化学性能。
实施例4：
(1)称取100mg g-C3N4纳米环和100mg Fe(NO3)3·9H2O同时分散于100mL去离子水中形成溶液。配制好的溶液转入高压水热反应釜中进行水热反应，水热反应温度为160℃，反应时间为3h，水热反应获得的固体产物分别用乙醇和水洗涤三次、80℃真空干燥12h。
(2)称取步骤(1)制备的固体100mg分散于100mL去离子水中，再加入100mg间苯二酚和0.14mL甲醛(37wt％)，室温下搅拌聚合9h，使步骤(1)中得到的固体产物表面包覆酚醛树脂，包覆后得到的产物用去离子水和乙醇洗涤三次，80℃真空干燥12h。
(3)将步骤(2)中得到的产物在氩气气氛下煅烧，煅烧温度为700℃，时间为3h，得到负载Fe单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料。
将本实施例中得到的负载Fe单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在析氧反应体系中，析氧反应的过电势为240mV，在1.5VRHE电势下，催化剂的稳定性能够达到300h。证明本实施例所得负载Fe单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在电解水的析氧反应中表现出良好的电催化性能。
实施例5：
(1)称取100mg g-C3N4纳米环和100mg Co(OAc)2·4H2O同时分散于100mL去离子水中形成溶液。配制好的溶液转入高压水热反应釜中进行水热反应，水热反应温度为160℃，反应时间为3h，水热反应获得的固体产物分别用乙醇和水洗涤三次、80℃真空干燥12h。
(2)称取步骤(1)制备的固体100mg分散于新鲜制备的100mL N,N-二甲基乙酰胺溶液中，向溶液中加入100mg联苯二酐和5.0mL苯二胺，室温下搅拌聚合9h，使步骤(1)中得到的固体产物表面包覆聚酰亚胺，包覆后得到的产物用去离子水和乙醇洗涤三次，80℃真空干燥12h。
(3)将步骤(2)中得到的产物在氩气气氛下煅烧，煅烧温度为700℃，时间为3h，得到负载Co单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料。
将本实施例中得到的负载Co单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在析氧反应体系中，析氧反应的过电势为221mV，在1.5VRHE电势下，催化剂的稳定性能够达到350h。证明本实施例所得负载Co单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在电解水的析氧反应中表现出良好的电催化性能。
实施例6：
(1)称取100mg g-C3N4纳米环和100mg NiCl2·6H2O同时分散于100mL去离子水中形成溶液。配制好的溶液转入高压水热反应釜中进行水热反应，水热反应温度为160℃，反应时间为3h，水热反应获得的固体产物分别用乙醇和水洗涤三次、80℃真空干燥12h。
(2)称取步骤(1)制备的固体100mg分散于新鲜制备的100mL Tris缓冲溶液(pH＝8.5)中，向缓冲溶液中加入200mg盐酸多巴胺，室温下搅拌聚合12h，使步骤(1)中得到的固体产物表面包覆聚多巴胺，包覆后得到的产物用去离子水和乙醇洗涤三次，80℃真空干燥12h。
(3)将步骤(2)中得到的产物在氩气气氛下煅烧，煅烧温度为700℃，时间为3h，得到负载Ni单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料。
将本实施例中得到的负载Ni单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在析氧反应体系中，析氧反应的过电势为205mV，在1.5VRHE电势下，催化剂的稳定性能够达到325h。证明本实施例所得负载Ni单原子的氮掺杂中空碳纳米环材料在电解水的析氧反应中表现出良好的电催化性能。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1，配制g-C3N4纳米环和金属盐的混合溶液，通过水热法在g-C3N4纳米环模板表面负载金属氧化物得到g-C3N4@MOx；其中，g-C3N4纳米环与金属盐的质量比为1:(0.5-1.5)；具体的：将g-C3N4纳米环和金属盐同时分散于去离子水中形成分散液，在150-170℃下保温2-4h，完成水热反应，得到固体产物g-C3N4@MOx，进行洗涤干燥
步骤2，在步骤1得到的产物g-C3N4@MOx表面进行高分子聚合物包覆，得到三明治结构；其中，g-C3N4@MOx与高分子聚合物的质量比为1:(1.0-3.0)；
步骤3，在氮气或氩气气氛下，将步骤2得到的产物在600-800℃温度下进行高温碳化2-4小时，使g-C3N4模板分解，得到氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料；
所述的金属盐为硝酸盐、乙酸盐或氯化物中的一种，金属为Fe，Co，Ni，Sn中的一种；
所述的高分子聚合物为酚醛树脂、聚多巴胺、聚酰亚胺中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料的制备方法，其特征在于，所述的g-C3N4纳米环的外径为100-200nm，内径为50-100nm。
3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料的制备方法，其特征在于，所述的金属盐为硝酸铁、乙酸钴、氯化镍、四氯化锡中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料的制备方法，其特征在于：
当包覆的高分子聚合物为酚醛树脂时，所述步骤2具体为：将g-C3N4@MOx分散于去离子水中，再加入间苯二酚和甲醛，室温下搅拌聚合6-12h，完成高分子聚合物包覆，得到的产物进行洗涤干燥；
当包覆的高分子聚合物为聚多巴胺时，所述步骤2具体为：将g-C3N4@MOx分散于缓冲溶液中，再加入盐酸多巴胺，室温下搅拌聚合6-12h，完成高分子聚合物包覆，得到的产物进行洗涤干燥；
当包覆的高分子聚合物为聚酰亚胺时，所述步骤2具体为：将g-C3N4@MOx分散于N,N-二甲基乙酰胺溶液中，再加入联苯二酐和苯二胺，室温下搅拌聚合6-12h，完成高分子聚合物包覆，得到的产物进行洗涤干燥。
5.一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料，其特征在于，由权利要求1至4中任一所述的制备方法制备得到。
6.根据权利要求5所述的一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料的应用，其特征在于，所述的氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料应用于电化学储能和电催化领域。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106340399A (zh) * | 2016-08-27 | 2017-01-18 | 大连理工大学 | 一种功能化聚多巴胺衍生炭层包覆碳基底的制备方法及应用 |
| CN107151003A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-12 | 大连理工大学 | 一种石墨相氮化碳纳米环材料及其制备方法 |
| CN107857249A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-30 | 大连理工大学 | 一种氮掺杂环状空心纳米炭材料的制备方法 |
| CN109939717A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-28 | 中国科学院化学研究所 | 氮掺杂超薄碳纳米片负载的单原子催化剂及其制备方法与应用 |
| CN111600019A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-28 | 严竹旺 | 一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料及其制法 |
| CN112551574A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-26 | 桐乡市鸿信科技合伙企业(有限合伙) | 一种硫氮掺杂多孔碳包覆Li4Ti5O12的锂离子电池负极材料及制法 |
| CN114345385A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-04-15 | 扬州大学 | 一种石墨型氮化碳负载单原子钴催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114425392A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-03 | 中国科学技术大学 | 一种碳氮基复合材料、其制备方法及其应用 |
| CN115036502A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-09 | 大连理工大学 | 基于ZnCo2O4/中空碳纳米环制备钠离子电池负极材料的方法及应用 |
-
2023
- 2023-04-03 CN CN202310347791.4A patent/CN116377473B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106340399A (zh) * | 2016-08-27 | 2017-01-18 | 大连理工大学 | 一种功能化聚多巴胺衍生炭层包覆碳基底的制备方法及应用 |
| CN107151003A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-12 | 大连理工大学 | 一种石墨相氮化碳纳米环材料及其制备方法 |
| CN107857249A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-30 | 大连理工大学 | 一种氮掺杂环状空心纳米炭材料的制备方法 |
| CN109939717A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-28 | 中国科学院化学研究所 | 氮掺杂超薄碳纳米片负载的单原子催化剂及其制备方法与应用 |
| CN111600019A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-28 | 严竹旺 | 一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料及其制法 |
| CN112551574A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-26 | 桐乡市鸿信科技合伙企业(有限合伙) | 一种硫氮掺杂多孔碳包覆Li4Ti5O12的锂离子电池负极材料及制法 |
| CN114345385A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-04-15 | 扬州大学 | 一种石墨型氮化碳负载单原子钴催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114425392A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-03 | 中国科学技术大学 | 一种碳氮基复合材料、其制备方法及其应用 |
| CN115036502A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-09 | 大连理工大学 | 基于ZnCo2O4/中空碳纳米环制备钠离子电池负极材料的方法及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 新型石墨化氮化碳/锡/氮掺杂碳复合物的制备及储钠性能;刘志刚等;高等学校化学学报;第42卷(第2期);第633-642页 * |
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