[发明专利]一种多孔结构Mo2

说明书

本发明涉及一种具有特殊结构的多孔Mo₂C/C复合材料及其制备方法。该复合材料是由碳化后的丝瓜络和表面生成的Mo₂C组成，具体制备包括如下步骤：（1）将丝瓜络洗干净后放入60℃烘箱中烘干，然后置于含有Ar气氛的电炉中作碳化热处理（温度为800℃，时间为2h），得到含有多孔的微米级孔道碳骨架材料，孔道内径为3~15um，孔壁厚度为0.5~2um；（2）将上述碳骨架材料与钼酸铵((NH₄)₆Mo₇O₂₄•4H₂O)以及NaCl‑KCl以适当比例混合，在Ar气氛中于850℃下反应1h，在碳骨架表面生成Mo₂C晶粒，得到多孔的Mo₂C/C复合材料。该复合材料具有较高的比表面积以及特殊的三维立体多孔结构，包括微米级孔道、中孔和微孔。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，涉及一种具有特殊结构的多孔Mo₂C/C复合材料及其制备方法。

背景技术

过渡金属碳化物是近年来备受关注的优质催化材料，由于其具有与铂(Pt) 相似的能带结构，因而具有很多突出的性能，如电催化析氢、脱硫、脱氮等性能。尤其Mo₂C具有自然储量高、价格低廉、催化活性高等优点，易于实现工业化生产，具备解决贵金属铂作为催化剂难以推广这个难题的能力，是一种最具潜力的替代贵金属铂、钯的催化剂。因此，Mo₂C成为了近年来催化领域的研究热点。

生物材料具有丰富的微观结构，可以用作碳材料的前驱体，其制备的碳材料可以保持生物材料的结构多样性，并且具有发达的孔隙，较强的吸附能力，稳定的化学性能，被广泛应用于脱色除味，气体分离，水质净化和催化剂等诸多领域。此外，大多数生物炭材料还具有成本低廉、产量丰富、制备简单以及环境友好等特点。在众多的生物材料中，丝瓜络在全国各地均有产，资源分布较广，其体系由多层丝状纤维交织而成的网状物，而且具有独特的显微结构：每一根纤维是由许多平行排列的束状微米级管道组成。将其制成碳材料并保留其微观结构将会得到一种极有意思的特殊结构的材料。

大量研究表明，影响Mo₂C催化活性的主要因素是催化剂的形态以及其导电性。其中制备纳米级的Mo₂C，调节其晶面，使其暴露更多的活性位点是提高催化性能的途径之一，另外一种途径则是与碳材料复合构建出一种新形貌的材料来提高其催化性能，如纳米管结构、空心球结构、核壳结构等。所构建的复合材料由于具有特殊的结构和含有导电性良好的碳，因此其应用也从催化领域扩展到了电池储能领域。

发明内容

本发明的目的是在于构造一种特殊结构和形貌的Mo₂C/C复合材料。由于丝瓜络具有独特的生物结构，将丝瓜络作为前驱体，经碳化后，制备出具有丝瓜络类似的结构的微米级多孔碳，然后在其表面均匀的生长Mo₂C晶粒，从而构造出具有微米级孔道、中孔和微孔的三维立体多孔Mo₂C/C复合材料。

本发明采取的技术方案是：

一种特殊结构和形貌的Mo₂C/C复合材料，其特征在于该复合材料具有三维立体多孔结构，其中微米级大孔平行排列，孔壁表面均匀的生长Mo₂C晶粒，由于晶粒在表面覆盖，从而形成中孔和微孔。制备方法步骤如下：

(1)将丝瓜络用去离子水洗净，放入烘箱中60℃烘干；

(2)将烘干后的丝瓜络放入Ar气氛的电炉中进行碳化热处理；