[发明专利]一种有单分散金属原子掺杂的sp2杂化碳材料的制备方法

权利要求书

1.一种有单分散金属原子掺杂的sp²杂化碳材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：

一、混合：依次将氮源和碳源分散于水中，并在温度为10℃～80℃下搅拌1h～10h，得氮源/碳源液体混合物；所述氮源与碳源的质量比为(1～30):1；所述氮源和碳源的质量与水的体积比为(0.01mg～100mg):1mL；

二、冻干：将氮源/碳源液体混合物使用液氮进行速冷，并冷冻干燥，得到氮源/碳源固体混合物；

三、烧结：将氮源/碳源固体混合物置于敞口容器中，然后利用厚度为0.01mm～0.1mm的金属箔进行包裹，并在温度为500～1000℃下烧结1h～3h，且烧结过程是在惰性气体气氛下完成的，得到有单分散金属原子掺杂的sp²杂化碳材料；所述有单分散金属原子掺杂的sp²杂化碳材料中金属元素的质量分数为0.5％～30％。

2.根据权利要求1所述的一种有单分散金属原子掺杂的sp²杂化碳材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的氮源在温度为500～1000℃下分解呈成含氮有机物或含氮无机物。

3.根据权利要求1或2所述的一种有单分散金属原子掺杂的sp²杂化碳材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的氮源为尿素、硫脲、氰胺、双氰胺和三聚氰胺中的一种或其中几种混合物。

4.根据权利要求1所述的一种有单分散金属原子掺杂的sp²杂化碳材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的碳源为氧化石墨烯、氧化单壁碳纳米管、氧化碳纳米角和氧化多壁碳纳米管中的一种或其中几种混合物。

5.根据权利要求1所述的一种有单分散金属原子掺杂的sp²杂化碳材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述厚度为0.01mm～0.1mm的金属箔中金属元素为Fe、Co、Ni、Mn、Ti、Cu、Zn、V、Nb、Mo、Sn、Pb和Cr中的一种或其中几种。