1.一种制备具有催化协同效应的铁钴和氮三元共掺杂三维石墨烯的方法,其特征在于,用可溶性的全芳香性的聚苯并咪唑(PBI)与铁盐和钴盐混合溶液反应,首先制备PBI与铁离子和钴离子的配合物,反应混合液中加入纳米模板剂,使配合物在模板剂表面规则排列,在惰性气体保护下热解、去除模板剂等工艺得到铁钴和氮三元共掺杂三维石墨烯;产品可用于氧化还原反应催化剂、燃料电池、金属空气电池氧还原催化剂、电解水氧析出催化剂、超级电容器等。
2.根据权利要求1所述的全芳香性的PBI,其特征在于:整个聚合物分子形成一个大π键,分子属于刚性、芳香型化合物,如聚(2,5-苯并咪唑)(ABPBI)、聚[2, 2’-(间苯基)-5,
5’-联苯并咪唑](mPBI)等等;聚合物粘均分子量在2~4万之间;可以溶解在二甲基乙酰胺(DMAc),二甲基甲酰胺(DMF),二甲基亚砜(DMSO),N-甲基吡咯烷酮,二甲苯等有机溶剂中。
3.根据权利要求1所述的铁盐和钴盐,其特征在于可以在强极性溶剂中分散或溶解的盐类;可以选用,醋酸盐、柠檬酸盐、硝酸盐、盐酸盐、高氯酸盐、葡萄糖酸盐等;铁盐与钴盐的摩尔比为1:2 2:1;铁盐和钴盐优选:醋酸盐、柠檬酸盐、硝酸盐、盐酸盐。
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4.根据权利要求1所述的纳米模板剂为:纳米级的氧化镁、Fe2O3和Fe(OH)3等模板剂,其特征在于纳米颗粒直径在5~50nm,可以是球形、圆柱形、立方体或多棱柱等形状。
5.根据权利要求1所述的PBI与铁盐和钴盐混合物的质量比为: 2:1 1:2;PBI与纳米模~板剂的质量比为3:1~1:3;混合方式为: PBI溶液与铁盐和钴盐的混合液混合,加热、搅拌反应5 8小时,PBI与铁离子和钴离子形成配合物溶液;加入模板剂、搅拌4 6小时混合均匀,~ ~搅拌下加热蒸出溶剂至近干,真空干燥,研细,惰性气体保护下热解,用稀酸洗以去除模板剂。
6.根据权利要求1所述的惰性气体为氩气或高纯氮气,热解温度为700~1100℃。