【CN109794281A】一种基于MXene材料制备碳氮共掺杂纳米TiOSub2Sub光催化剂的方

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一种氮掺杂纳米级空心碳球材料的制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种氮掺杂纳米级空心碳球材料的制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：刘蕾,许世达,于青,张如良,赵丽芬,刘欣
申请号：CN201610090913.6
申请日：20160218
公开号：CN105731424A
公开日：
20160706
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及到一种空心结构的碳材料及制备方法和应用。

本发明是一种具有空心结构的有纳米级氮掺杂碳微球的简易合成方法，所述的材料是通过水溶液中的反应，控制反应温度为20～30℃时得到，过程易操作。

空心结构可以在较宽泛的反应条件下得到：水热温度20～30℃，反应时间为1? 3d，氧化石墨烯用量为1?2mL。

合成过程简单易行，而且低温的反应条件也节约了能源。

氮掺杂的纳米空心结构的碳材料在吸附、催化剂载体，储氢材料、电化学电容器的电极材料等方面有很重要的应有价值。

申请人：山东科技大学
地址：250031 山东省济南市天桥区胜利庄路17号
国籍：CN
代理机构：济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：曹丽
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一种铁氮共掺杂碳与MXene复合物及其制备方法和应用[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011448384.5(22)申请日 2020.12.11(71)申请人苏州大学张家港工业技术研究院地址 215699 江苏省苏州市张家港市杨舍镇长泾路10号申请人苏州大学(72)发明人田景华　王文涛　杨瑞枝　(74)专利代理机构苏州根号专利代理事务所(普通合伙) 32276代理人仇波(51)Int.Cl.H01M 4/86(2006.01)H01M 4/90(2006.01)H01M 4/88(2006.01)(54)发明名称一种铁氮共掺杂碳与MXene复合物及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种铁氮共掺杂碳与MXene复合物及其制备方法和应用。

该制备方法包括：制备铁掺杂的咪唑啉酸盐骨架；制备Fe ‑N ‑C；将Fe ‑N ‑C与Ti 3C 2T x 混合后分散于N ,N ‑二甲基甲酰胺中，超声处理；抽滤、洗涤、干燥后，在氮气气氛下加热至300℃‑400℃并保温0.5h ‑2h，得到铁氮共掺杂碳与MXene复合物Fe ‑N ‑C@Ti 3C 2T x 。

通过上述制备方法制备得到的铁氮共掺杂碳与MXene复合物可以有效催化氧还原反应。

权利要求书1页说明书4页附图3页CN 112563515 A 2021.03.26C N 112563515A1.一种铁氮共掺杂碳与MXene复合物的制备方法，该制备方法包括：将2‑甲基咪唑溶解于甲醇中，得到溶液A；将六水合硝酸锌与乙酰丙酮铁溶于甲醇中，得到溶液B；将所述溶液A与溶液B混合搅拌20h ‑30h，抽滤、洗涤后，于50℃‑70℃下干燥过夜，得到铁掺杂的咪唑啉酸盐骨架；将所述铁掺杂的咪唑啉酸盐骨架在氮气气氛下加热至1000℃‑1200℃并保温0.5h ‑2h，得到Fe ‑N ‑C；将所述Fe ‑N ‑C与Ti 3C 2T x 混合后分散于N ,N ‑二甲基甲酰胺中，超声处理1h ‑3h；其中，Fe ‑N ‑C与少层Ti 3C 2T x 的混合质量比3‑6:1；抽滤、洗涤、干燥后，在氮气气氛下加热至300℃‑400℃并保温0.5h ‑2h，得到铁氮共掺杂碳与MXene复合物Fe ‑N ‑C@Ti 3C 2T x 。

一种空心氮掺杂碳纳米管的制备方法[发明专利]

专利名称：一种空心氮掺杂碳纳米管的制备方法专利类型：发明专利
发明人：王红宁,胥超,陈若愚,黄维秋,杨芹芹,黄丽申请号：CN201910268975.5
申请日：20190404
公开号：CN109987596A
公开日：
20190709
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种空心氮掺杂碳纳米管的制备方法。

以正硅酸乙酯(TEOS)为二氧化硅前驱体制备二氧化硅模板，以3‑氨基甲醛树脂(APF)为碳源、氮源，通过调节氯化镍溶液的浓度、3‑氨基酚和甲醛加入量，以及碳化温度，实现对Ni@N doped C复合材料的长径比、含氮量和结构参数的控制。

经过刻蚀除硅后，最终可以制备出具有高N含量，高比表面积，大孔体积，可调长径比和中孔尺寸的空心氮掺杂的碳纳米管。

申请人：常州大学
地址：213164 江苏省常州市武进区滆湖路1号
国籍：CN
代理机构：常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙)
代理人：谢新萍
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一种锰氮共掺杂碳纳米片电催化剂的制备方法与应用[发明专利]

专利名称：一种锰氮共掺杂碳纳米片电催化剂的制备方法与应用
专利类型：发明专利
发明人：李楠,蒋鹏阳,李辰晨,潘秋任,刘兆清
申请号：CN202010959044.2
申请日：20200914
公开号：CN112138697A
公开日：
20201229
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种锰氮共掺杂碳纳米片电催化剂及其制备方法，其包括以下步骤：将六水合硝酸锌溶液与2‑甲基咪唑溶液混合反应，过滤得ZIF‑8纳米片前驱体，然后将ZIF‑8纳米片前驱体与氯化锰分别分散到有机溶剂中，混合搅拌，过滤得固体后进行热处理即可。

本发明中的电催化剂为二维纳米片状结构，比表面积大，有利于活性位点的暴露，由金属骨架材料ZIF‑8为前体制备，具有更高的稳定性以及优良的催化活性。

通过吸附和碳化实现锰金属与氮的掺杂，制备方法简单，易于推广。

申请人：广州大学
地址：510006 广东省广州市大学城外环西路230号
国籍：CN
代理机构：广州嘉权专利商标事务所有限公司
代理人：胡辉
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mxene氮掺杂方法

mxene氮掺杂方法MXene作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质和广泛的应用前景。

近年来，对MXene进行氮掺杂已成为提高其性能的重要手段。

本文将详细介绍MXene氮掺杂的方法，以供参考。

一、MXene简介MXene是一种由过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物组成的二维材料，具有高电导率、大比表面积、良好的力学性能等特点。

由于其独特的性质，MXene在能源、催化、电磁屏蔽等领域具有广泛的应用潜力。

二、氮掺杂MXene的意义氮掺杂可以调控MXene的电子结构、化学性质和表面特性，进一步提高其性能。

例如，氮掺杂可以增加MXene的活性位点，提高其在催化领域的性能；同时，氮掺杂还可以改善MXene的电磁性能，提高其在电磁屏蔽领域的应用潜力。

三、MXene氮掺杂方法1.化学气相沉积法（CVD）化学气相沉积法是一种常用的氮掺杂方法。

通过在MXene表面引入含有氮的前体气体，如氨气（NH3）或氮气（N2），在高温下与MXene反应，实现氮掺杂。

该方法可以精确控制掺杂浓度，但设备成本较高，操作复杂。

2.离子注入法离子注入法是一种将氮离子直接注入MXene层间的方法。

通过调节注入离子能量和剂量，可以实现不同深度的氮掺杂。

该方法具有操作简单、可控性好的优点，但设备要求较高。

3.溶液法溶液法是一种简便、低成本的氮掺杂方法。

将MXene与含氮化合物（如肼、叠氮化钠等）在溶液中混合，通过加热或搅拌实现氮掺杂。

该方法适用于大规模生产，但掺杂均匀性和浓度控制相对较差。

4.红外辅助法红外辅助法是一种利用红外光加热实现氮掺杂的方法。

将MXene与含氮化合物混合，通过红外光照射，使含氮化合物分解产生氮原子，进而实现氮掺杂。

该方法具有快速、环保的特点，但掺杂效果受红外光照射条件影响较大。

5.微波辅助法微波辅助法利用微波加热实现氮掺杂。

将MXene与含氮化合物混合，在微波场中加热，使氮原子快速扩散进入MXene层间。

该方法具有加热均匀、掺杂速度快等优点，但设备要求较高。

mxene的氮掺杂位置

mxene的氮掺杂位置
MXene是一种二维过渡金属碳化物，通常具有化学式
M_n+1X_nT_x，其中M代表过渡金属，X代表碳和/或氮，T_x代表表
面上的官能团。

氮掺杂位置是指在MXene结构中氮原子所处的位置。

MXene的氮掺杂位置可以有几种可能。

首先，氮原子可以取代
碳原子的位置，成为碳原子的替代物。

这种氮掺杂通常会影响
MXene的电子结构和化学性质，从而影响其在电化学和催化应用中
的性能。

其次，氮原子也可以被引入到MXene层之间的空隙中，形
成氮掺杂的MXene层间结构。

这种氮掺杂可以改变MXene的层间距，影响其对离子或分子的吸附和扩散性能。

此外，氮原子还可以与MXene表面的官能团发生化学反应，形成氮掺杂的官能团，从而改
变MXene表面的化学性质和反应活性。

总的来说，氮掺杂位置可以涉及MXene的层内、层间和表面结构，对MXene的性能和应用具有重要影响。

研究人员通常会根据具
体的应用需求和氮掺杂的效果来选择合适的氮掺杂位置，并通过实
验和理论计算手段来探究氮掺杂对MXene性质的影响。

希望这些信
息能够帮助你更全面地了解MXene的氮掺杂位置。

一种MXene改性生物质碳纳米金属催化剂的制备及应用[发明专利]

专利名称：一种MXene改性生物质碳纳米金属催化剂的制备及应用
专利类型：发明专利
发明人：刘静,李玉成,赵静养,郑丹,张佳瑜,崔伟建
申请号：CN202010530674.8
申请日：20200611
公开号：CN111468121B
公开日：
20220624
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种MXene改性生物质碳纳米金属催化剂的制备及应用，属于催化剂合成技术领域。

所述催化剂中金属活性组分为金属镍、钴、钼、铁、钨，所述载体为石墨碳和石墨烯，所述改性剂为多层MXene。

制备方法：将多层MXene和单层石墨烯加入水中超声，得MXene/石墨烯悬浮液；将羧甲基纤维素钠溶于水搅拌均匀后，加入金属盐溶液并超声；将MXene/石墨烯悬浮液与上述溶液混合超声后进行冷冻，再进行冷冻干燥，得催化剂前体；将所得前体在氮气氛围下煅烧后在氢气/氮气混合气体氛围下还原，得到MXene改性生物质纳米金属催化剂。

该催化剂合成方法具有原料廉价、结构和性能稳定、活性组分含量高的优点。

该催化剂可用于生物油模型化合物的加氢反应，具有极高的催化效率和稳定性。

申请人：北京林业大学
地址：100083 北京市海淀区清华东路35号
国籍：CN
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一种氮掺杂碳纳米纤维负载空心结构CoOCeO纳米粒子材料的制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种氮掺杂碳纳米纤维负载空心结构CoO/CeO纳米粒子材料的制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：徐林,李同飞,田业超,周航天,李蕾,吴星悦,孙冬梅,唐亚文
申请号：CN201910333733.X
申请日：20190424
公开号：CN110124713B
公开日：
20220603
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种氮掺杂碳纳米纤维负载空心结构Co3O4/CeO2纳米粒子材料的制备方法及其应用，该制备方法包括以下步骤：1)制备Co2+/Ce3+/PVP混合溶胶；2)将所述
Co2+/Ce3+/PVP混合溶胶经过静电纺丝，得到固体碳纤维薄膜；3)将所述固体碳纤维薄膜先在200～300℃的空气气氛中预氧化后，以程序升温在400～1000℃下的惰性气氛中进行热处理，利用纳米材料的柯肯达尔效应，即得所述负载空心Co3O4/CeO2纳米粒子的氮掺杂碳纳米纤维复合材料。

本发明制备方法成本低廉，简易通用，所制得的材料为一维碳纳米纤维材料，且空心的Co3O4/CeO2复合纳米粒子均匀的嵌入在碳纳米纤维内部，该材料能够作为电解水析氧电催化材料的应用，具备较高的活性以及优异的稳定性能。

申请人：南京师范大学
地址：210024 江苏省南京市鼓楼区宁海路122号
国籍：CN
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：柏尚春
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一种制备氮掺杂碳纳米管的方法[发明专利]

专利名称：一种制备氮掺杂碳纳米管的方法
专利类型：发明专利
发明人：肖剑荣,王宏哲,程勇,李新宇,马家锋,蒋爱华申请号：CN201610117650.3
申请日：20160302
公开号：CN105514397A
公开日：
20160420
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种制备氮掺杂碳纳米管的方法。

（1）将70~100mg含硫氮源与
350~500mg碳纳米管混合放入研钵中充分研磨50~60分钟；（2）将体积比为1:4~1:2的浓HSO与浓HNO混合；（3）将步骤（1）所得物放入步骤（2）所得物中温和超声24~72小时，用去离子水稀释，并通过0.22~0.45微米微孔膜过滤除杂；（4）将步骤（3）所得物重新分散在去离子水中并用碱性溶液将pH值调至中性，60℃烘干；（5）将步骤（4）所得物置于惰性气体气氛的石英管中烧至650~850℃，保持10~20小时，使N充分的扩散到碳纳米管的空隙中去，降至室温，得到氮掺杂碳纳米管。

本发明工艺简单，成本低，很好地提高碳纳米管的电导率，使氮很好的掺进碳纳米管中，使碳纳米管的导电性能得到改善。

申请人：桂林理工大学
地址：541004 广西壮族自治区桂林市建干路12号
国籍：CN
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910193783.2
(22)申请日 2019.03.14
(71)申请人东华大学
地址 201620 上海市松江区松江新城人民
北路2999号
(72)发明人张青红　胡越　韩鑫　王宏志　
李耀刚　侯成义　
(74)专利代理机构上海泰能知识产权代理事务
所 31233
代理人黄志达
(51)Int.Cl.
B01J 27/24(2006.01)
C01B 3/04(2006.01)
C02F 1/30(2006.01)
C02F 101/30(2006.01)
(54)发明名称
一种基于MXene材料制备碳氮共掺杂纳米
TiO 2光催化剂的方法
(57)摘要
本发明涉及一种基于MXene材料制备碳氮共
掺杂纳米TiO 2光催化剂的方法，包括：制备MXene
材料，然后氧化MXene得到碳掺杂TiO 2，再氮化，
即得。

本发明制备过程工艺简单，参数容易控制，
易于大规模化生产；制备得到的碳氮共掺杂纳米
TiO 2光催化剂在可见光下具有较好的光催化效
果，在光催化分解水产氢、光催化降解有机物、废
水处理等领域具有应用价值。

权利要求书1页说明书4页附图2页CN 109794281 A 2019.05.24
C N 109794281
A
权　利　要　求　书1/1页CN 109794281 A
1.一种碳氮共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备方法，包括：
(1)将MAX相加入酸性溶液中，搅拌，离心清洗，干燥，研磨，得到MXene粉末；
(2)将上述MXene粉末进行煅烧，研磨，得到碳掺杂二氧化钛粉末，然后再进行氮化，即得碳氮共掺杂纳米TiO2光催化剂。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中MAX相为Ti3AlC2或Ti2AlC，MXene材料对应为Ti3C2或Ti2C。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中酸性溶液为HF溶液。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中MAX相加入酸性溶液中的浓度为0.02-0.05g/mL。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌为20-80℃下搅拌20-24h；清洗为用去离子水清洗至pH为6～7。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中干燥为在空气气氛或者真空下干燥，干燥温度为50～100℃。

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中煅烧具体为：在空气气氛下进行煅烧，煅烧温度为350～750℃，煅烧时间为0.5～10h，升温速率为1～10℃/min。

8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氮化具体为：在氨气气氛下进行氮化煅烧处理，煅烧温度为400～800℃，煅烧时间为1～10h，升温速率为1～10℃/ min，氨气流量为100～400mL/min。

9.一种权利要求1所述方法制备的碳氮共掺杂纳米TiO2光催化剂。

10.一种权利要求9所述碳氮共掺杂纳米TiO2光催化剂的应用。

2。