【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电催化材料，具体涉及一种石墨烯基电催化材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着工业发展和人民生活水平的不断提高，能源的消耗也在不断增加，但风能、水能、太阳能、地热能等清洁能源尚未开发完全，到目前为止，化石燃料能源仍是我们的主要能源。化石燃料属于耗竭性能源，需要数百万年才能生成，而消耗速度又远超过生成速度，化石能源的不可再生性和人类对其的巨大消耗，使化石能源正在逐渐走向枯竭，最终将造成严重能源危机。化石燃料的消耗伴随而来的是人们赖以生存的环境问题。大量的化石能源消耗，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，导致全球气候变暖。电催化co2还原反应得到更有价值的化合物被认为是一种环境友好、有效的方法，已被深入探索，它不仅解决了温室效应问题，而且还产生了高能量密度的产品，同时还缓解了化石燃料短缺的问题。
2、一般人们把co2还原产物研究集中在c1产物上(例如co，ch4和ch3oh等)，近年来，c2产物，如乙酸、乙醇、乙烯和乙烷等，因其更高的能量密度和更广泛的实际应用而受到更多的关注。然而，二氧化碳还原是一个复杂的过程，尤其是c-c偶联步骤具有高活化能障碍，是生产c2产物的速率决定步骤。尽管以前的研究在将co2还原为c2产品方面取得了显著进展，但开发出在co2还原过程中对c-c偶联反应具有低活化能障碍的高效催化剂仍是一个重大挑战。因此，不断探索高效的c-c偶联电催化剂对于co2还原生成c2产物具有重要意义。
3、近年来，单原子催化剂(sacs)由于其高原子利用效率和卓越的催化活
4、公布号为cn116162941a的中国专利申请文献，公开了一种石墨烯负载的钴基双金属单原子电催化剂的制备方法和产品及应用，该催化剂是以氮掺杂石墨烯为载体，负载单分散的金属钴及金属m(m为v、cr、mn、fe、ni、cu、mo中的一种)制备而成，单原子钴金属含量占石墨烯重量的0.5-4.0wt％，单原子m金属含量占石墨烯重量的0.5-4.0wt％，但该催化剂催化性能较差，因此还有待进一步改善。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有的石墨烯基催化剂的催化性能较差的问题。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
3、本专利技术的第一方面提出一种石墨烯基电催化材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)制备氮掺杂石墨烯(n-c)：将沸石咪唑酸盐骨架(zif-8)与甲醇混合，干燥后进行高温碳化，得到氮掺杂石墨烯材料；
5、(2)制备cu金属嵌入的石墨烯材料(cu-n-c)：将氮掺杂石墨烯材料、cu(no3)2分别分散到有机溶剂中，超声处理后，再将二者混合，搅拌，离心，洗涤，干燥，煅烧，得到cu金属嵌入的石墨烯材料；
6、(3)制备cuni双金属嵌入的石墨烯材料(cuni-n-c)：将cu金属嵌入的石墨烯材料、ni(no3)2分别分散到有机溶剂中，重复(2)中步骤，即得。
7、优选的，步骤(1)中，高温碳化的温度为900～1100℃，时间为0.5～1.5h。
8、优选的，步骤(2)中，氮掺杂石墨烯材料、cu(no3)2的质量比为(25-30):1，进一步优选为28.6:1。
9、优选的，步骤(3)中，cu金属嵌入的石墨烯材料、ni(no3)2的质量比为(25-30):1，进一步优选为28.6:1。
10、优选的，步骤(2)、(3)中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、正己烷中的任一种或多种。
11、优选的，步骤(2)、(3)中，干燥的温度为50-80℃，干燥的时间为10-14h。
12、优选的，步骤(2)、(3)中，煅烧的温度为800-1200℃，煅烧的时间为40-80min。
13、本专利技术的第二方面提出上述制备方法制得的石墨烯基电催化材料。
14、本专利技术的第三方面提出上述石墨烯基电催化材料在析氢反应或c-c偶联催化中的应用。
15、本专利技术的有益效果在于：
16、1、本专利技术提出一种石墨烯基电催化材料的制备方法，由该方法制得的石墨烯基电催化材料催化性能较好，其在析氢反应和c-c偶联反应中具有较好的活性。该催化剂的c-c偶联性能，发现其对*cocoh和*cocho的c-c偶联能垒都很低，为0.28ev和0.27ev，这表明该催化剂在co2还原过程中具有潜在的高效性能。
17、2、对c-c偶联的反应物和产物吸附能之间的线性关系的发现为优化双金属催化剂的设计提供了重要的指导，这有助于更好地理解双金属催化剂在c-c偶联反应中的作用机制，为设计和合成更高效的催化剂提供了新的思路。
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1.一种石墨烯基电催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，高温碳化的温度为900～1100℃，时间为0.5～1.5h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氮掺杂石墨烯材料、Cu(NO3)2的质量比为(25-30):1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，Cu金属嵌入的石墨烯材料、Ni(NO3)2的质量比为(25-30):1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)、(3)中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、正己烷中的任一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)、(3)中，干燥的温度为50-80℃，干燥的时间为10-14h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)、(3)中，煅烧的温度为800-1200℃，煅烧的时间为40-80min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)、(3)中，煅烧的温度为1000℃
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的石墨烯基电催化材料。
10.权利要求9所述的石墨烯基电催化材料在析氢反应或C-C偶联催化中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基电催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，高温碳化的温度为900～1100℃，时间为0.5～1.5h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氮掺杂石墨烯材料、cu(no3)2的质量比为(25-30):1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，cu金属嵌入的石墨烯材料、ni(no3)2的质量比为(25-30):1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)、(3)中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、正己烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑如云，杨丽，王燕鸽，卢云康，罗垣仪，许颖，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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