[发明专利]一种多孔氮化钼单晶材料及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种具有纳米孔道结构的多孔氮化钼单晶材料及其制备方法，多孔氮化钼单晶材料具有大尺寸，目前还没有报道制备大尺寸的多孔氮化钼单晶的方法。所述多孔氮化钼单晶材料中含有10nm～1000nm的孔。本发明的多孔氮化钼单晶可以作为新型的催化材料、性能优异的超级电容器电极材料。

技术领域

本发明属于多孔单晶制备领域，具体涉及一种多孔氮化钼单晶的制备方法。

背景技术

随着具有催化性能的电极材料在清洁能源领域的应用和发展，清洁能源正在越来越多的改变人类的生产和生活。随着人们对环境保护意识越来越高，清洁能源的需求越来越大，但是传统的贵金属催化电极材料由于成本高、资源稀缺等原因极大的限制了清洁能源的广泛应用。以氮化物、碳化物等为代表的新型电催化电极材料具有类似于铂的电子结构，因而具有与铂、钯等贵金属类似的性能，例如其具有类似于铂的良好的导电性和优良的催化性能。

例如石油中含有大量杂环化合物的含量及稠环化，这些杂环化合物的存在不仅对石油产品的深加工过程产生毒化作用,而且带来了严重的环境污染。为了满足人们对油品的含硫、含氮量的日益苛刻的要求，开发新型的环保型低能耗的脱硫、脱氮的催化剂越来越受到人们的普遍重视。近年来,高比表面积氮化钼和碳化钼的催化脱硫、脱氮性能已引起人们的注意,国际上对这类催化剂的研究已早有成效。最近的研究表明，金属氮化物具有例如氮化膜具有法拉第赝电容，在水溶液中稳定不易分解，并且容易制备，能够提供类似于贵金属氧化物RuO₂的充放电性能，是贵金属材料RuO₂的有效替代材料，为超级电容器的发展提供了新的方向。

钼的氮化物是众多过渡族金属氮化物中的一种，有MoN、Mo₂N、Mo₃N₂、Mo₅N₆等多种氮化态，钼的氮化物大多是氧化钼(MoO₃)通过氨气的氮化制备，所制备的材料为无孔的多晶材料，不利于催化剂性能的表征及催化活性位点数量的提高，作为电极材料性能较差。另外，Mo金属的氮化过程中容易生成多相氮化物，不利于纯相产物的制备，也影响电极材料的性能。钼的氮化物有望成为取代贵金属的潜在新材料，成为新一代非贵金属催化剂，作为耐腐蚀、高度稳定的超级电容器的电极材料，具有优异的比电容，有望成为性能优异的储能材料。

但是目前还没有报道制备大尺寸的多孔氮化钼单晶的方法。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种多孔氮化钼单晶材料，多孔氮化钼单晶材料具有大尺寸，目前还没有报道制备大尺寸的多孔氮化钼单晶的方法。

所述多孔氮化钼单晶材料，其特征在于，所述多孔氮化钼单晶材料中含有10nm～1000nm的孔。

可选地，所述多孔氮化钼单晶材料中含有10nm～500nm的孔。

可选地，所述多孔氮化钼单晶材料中含有10nm～300nm的孔。

可选地，所述多孔氮化钼单晶材料中含有10nm～200nm的孔。

可选地，所述多孔氮化钼单晶材料中含有10nm～100nm的孔。

可选地，所述多孔氮化钼单晶材料的电容不低于8.8F/cm²。

可选地，所述多孔氮化钼单晶材料包括多孔MoN单晶、多孔Mo₂N单晶、多孔Mo₃N₂单晶、多孔Mo₅N₆单晶中的至少一种。

可选地，所述多孔氮化钼单晶材料为多孔MoN单晶材料。

可选地，所述多孔氮化钼单晶材料为多孔Mo₂N孔单晶材料。