一种石墨烯负载金属纳米岛催化剂及其制备方法与应用
专利汇可以提供一种石墨烯负载金属纳米岛催化剂及其制备方法与应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种 石墨 烯负载金属纳米岛催化剂及其制备方法与应用，其中，制备方法包括步骤：将 石墨烯 与渗透剂分散在去离子 水 中，混合制得石墨烯分散液；向所述石墨烯分散液中加入 金属离子 化合物，混合得到石墨烯混合浆料；对所述石墨烯混合浆料进行加 热处理 ，使所述金属离子还原生成金属纳米岛并附着在石墨烯层与层之间，制得所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂。通过本发明制备方法制得的石墨烯负载金属纳米岛催化剂在催化过程中不容易发生团聚，且循环 稳定性 强；所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂应用于 金属空气 电池 和 燃料 电池 后，可以显著降低 氧 阴极 的过电势，提高氧阴极的反应速率和长期循环稳定性。，下面是一种石墨烯负载金属纳米岛催化剂及其制备方法与应用专利的具体信息内容。
1.一种石墨烯负载金属纳米岛催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将石墨烯与渗透剂分散在去离子水中，混合制得石墨烯分散液；
向所述石墨烯分散液中加入金属离子化合物，混合使金属离子化合物中的金属离子分散到石墨烯层与层之间，得到石墨烯混合浆料；
在真空条件下，对所述石墨烯混合浆料进行加热处理，使所述金属离子还原生成金属纳米岛并附着在石墨烯层与层之间，制得所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂。
2.根据权利要求1所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂的制备方法，其特征在于，按照石墨烯与渗透剂的摩尔比为1:0.5-3的比例，将石墨烯与渗透剂分散在去离子水中，混合制得石墨烯分散液。
3.根据权利要求2所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂的制备方法，其特征在于，所述石墨烯分散液中，石墨烯的质量百分比为0.3-2%。
4.根据权利要求2所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的层数为2-6层。
5.根据权利要求2所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂的制备方法，其特征在于，所述渗透剂为（NH4）4· EDTA和（NH4）4· PTDA中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属离子化合物为可溶性Fe盐，可溶性Co盐，可溶性Ni盐，可溶性Au盐，可溶性Ag盐，可溶性Pt盐，可溶性Pd盐，可溶性Rb盐，可溶性Rh盐和可溶性Ru盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂的制备方法，其特征在于，按金属离子化合物与石墨烯的摩尔比为0.2-0.5：1的比例，将金属离子化合物加入到石墨烯分散液中，混合得到石墨烯混合浆料。
8.根据权利要求1所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂的制备方法，其特征在于，在真空条件下，在450-600℃的条件下对所述石墨烯混合浆料进行加热处理6-10h，使所述金属离子还原生成金属纳米岛并附着在石墨烯层与层之间，制得所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂。
9.一种石墨烯负载金属纳米岛催化剂，其特征在于，采用权利要求1-8任意一种制备方法制备得到。
10.一种石墨烯负载金属纳米岛催化剂的应用，其特征在于，将权利要求9所述的石墨烯负载金属纳米岛催化剂用作金属空气电池或燃料电池中的氧阴极电催化剂。
一种石墨烯负载金属纳米岛催化剂及其制备方法与应用
技术领域
背景技术
发明内容
将石墨烯与渗透剂分散在去离子水中，混合制得石墨烯分散液；
向所述石墨烯分散液中加入金属离子化合物，混合使金属离子化合物中的金属离子分散到石墨烯层与层之间，得到石墨烯混合浆料；
在真空条件下，对所述石墨烯混合浆料进行加热处理，使所述金属离子还原生成金属纳米岛并附着在石墨烯层与层之间，制得所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂。
具体实施方式
S20、向所述石墨烯分散液中加入金属离子化合物，混合使金属离子化合物中的金属离子分散到石墨烯层与层之间，得到石墨烯混合浆料；
S30、在真空条件下，对所述石墨烯混合浆料进行加热处理，使所述金属离子还原生成金属纳米岛并附着在石墨烯层与层之间，制得所述石墨烯负载金属纳米岛催化剂。
1）、称取0.3g石墨烯和99.7g去离子水，配制质量分数为0.3%的石墨烯水溶液，按照石墨烯：渗透剂=1:0.5的的摩尔比，称量5.8g（NH4）4·PTDA渗透剂加入石墨烯水溶液中，高速剪切乳化机处理30min，形成均匀稳定的石墨烯分散液；
2）、按照石墨烯：金属离子化合物=1:0.2的摩尔比，称量1.68g PtCl4加入步骤1）中的石墨烯分散液中，磁力搅拌6h，使铂离子与石墨烯内层充分接触，形成均匀分散的石墨烯混合浆料；
3）、将步骤2）中的石墨烯混合浆料转移到密闭容器中，先抽真空，然后机械搅拌1h，最后进行加温加压反应，温度为450℃，时间10h；
4）、冷却到室温，然后对步骤3）中的产物进行洗涤和冷冻干燥，即可得到石墨烯负载铂金属纳米岛催化剂，所述石墨烯负载铂金属纳米岛催化剂的透视电子显微镜图如图2所示。
2）、按照石墨烯：金属离子化合物=1:0.3的摩尔比，称量2.55g AgNO3加入步骤1）中的石墨烯分散液中，磁力搅拌4h，使银离子与石墨烯内层充分接触，形成均匀分散的石墨烯混合浆料；
3）、将步骤2）中的石墨烯混合浆料转移到密闭容器中，先抽真空，然后机械搅拌2h，最后进行加温加压反应，温度为500℃，时间8h；
4）、冷却到室温，然后对步骤3）中的产物进行洗涤和真空干燥，即可得到石墨烯负载银金属纳米岛催化剂。
2）、按照石墨烯：金属离子化合物=1:0.4的摩尔比，称量4.03g RbCl加入步骤1）中的石墨烯分散液中，磁力搅拌4h，使铷离子与石墨烯内层充分接触，形成均匀分散的石墨烯混合浆料；
3）、将步骤2）中的石墨烯混合浆料转移到密闭容器中，先抽真空，然后机械搅拌2h，最后进行加温加压反应，温度为550℃，时间7h；
4）、冷却到室温，然后对步骤3）中的产物进行洗涤和超临界干燥，即可得到石墨烯负载铷金属纳米岛催化剂，所述石墨烯负载铷金属纳米岛催化剂的透视电子显微镜图如图3所示。
2）、按照石墨烯：金属离子化合物=1:0.45的摩尔比，称量13.8g Pd(NH3)4Cl2加入步骤
1）中的石墨烯分散液中，磁力搅拌4h，使钯离子与石墨烯内层充分接触，形成石墨烯混合浆料；
3）、将步骤2）中的石墨烯混合浆料转移到密闭容器中，先抽真空，然后机械搅拌3h，最后进行加温加压反应，温度为600℃，时间6h；
4）、冷却到室温，然后对步骤3）中的产物进行洗涤和冷冻干燥，即可得到石墨烯负载钯金属纳米岛催化剂。
2）、按照石墨烯：金属离子化合物=1:0.5的摩尔比，称量20.15g Fe(NO3)3加入步骤1）中的石墨烯分散液中，超声分散处理1h，使铁离子与石墨烯内层充分接触，形成均匀分散的石墨烯混合浆料；
3）、将步骤2）中的石墨烯混合浆料转移到密闭容器中，先抽真空，然后机械搅拌4h，最后进行加温加压反应，温度为500℃，时间8h；
4）、冷却到室温，然后对步骤3）中的产物进行洗涤和冷冻干燥，即可得到石墨烯负载铁金属纳米岛催化剂。
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