[发明专利]一种自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料，其特征在于：所述氮掺杂石墨烯催化材料的原料组分包括石墨粉40～60wt％、硝酸钠0.50～0.80wt％、高锰酸钾1.50～2.60wt％、浓硫酸4.00～6.00wt％、亚硝酸盐5.00～10.00wt％、双氧水10.00～15.00wt％，余量为水，其中石墨型氮掺杂在总氮掺杂结构中占75％以上。

2.如权利要求1所述的一种自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料，其特征在于：所述自由基诱导为亚硝酸盐和双氧水的协同作用。

3.如权利要求1所述的一种自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料，其特征在于：所述氮掺杂石墨烯催化材料的原料组分包括石墨粉45～55wt％、硝酸钠0.60～0.70wt％、高锰酸钾1.51～2.55wt％、浓硫酸4.50～5.50wt％、亚硝酸盐7.00～9.00wt％、双氧水12.00～14.00wt％，余量为水。

4.如权利要求1所述的一种自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料，其特征在于：所述亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸铵。

5.一种权利要求1-4任一项所述的自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)按照原料组分称取各原料：石墨粉40～60wt％、硝酸钠0.50～0.80wt％、高锰酸钾1.50～2.60wt％、浓硫酸4.00～6.00wt％、亚硝酸盐5.00～10.00wt％、双氧水10.00～15.00wt％，余量为水；

(2)将浓硫酸、石墨粉、硝酸钠和水置于冰浴中，再加入高锰酸钾，经恒温反应得到混合溶液；

(3)将步骤(2)所得的混合溶液置于油浴中，恒温反应后再加入双氧水去除高锰酸钾残余；

(4)将步骤(3)所得的物料在室温下搅拌均匀后加入亚硝酸盐和双氧水充分混合，再封入高压反应釜中进行反应，即得自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料。

6.如权利要求5所述的一种自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中冰浴温度为0～5℃，反应时间为0.5～2h。

7.如权利要求5所述的一种自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中油浴温度为90～100℃，反应时间为0.5～1h。

8.如权利要求5所述的一种自由基诱导石墨型氮掺杂石墨烯催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中高压反应温度为120～200℃，反应时间为6～12h。