[发明专利]一种氮、硫元素掺杂的氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮、硫元素掺杂的氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将苋菜洗净、烘干，进行预碳化，得到苋菜基碳粉；

(2)将所述苋菜基碳粉分散在镧盐水溶液中，超声处理，然后置于水热反应釜中进行水热反应，水洗、烘干后得到氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料；

(3)将所述氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料与硫氰化钾混合均匀进行煅烧，冷却后，洗涤、烘干后得到氮、硫元素掺杂的氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料；

步骤(1)中所述预碳化的过程是在管式炉中氮气气氛下于温度300℃～400℃下进行预碳化1h～2h；步骤(2)中所述水热反应的温度为110℃～120℃、反应时间为10h～12h；步骤(3)中所述煅烧的过程是在管式炉中氮气气氛下于温度700℃～800℃下进行煅烧2h；

步骤(2)中所述镧盐水溶液为硝酸镧水溶液；所述镧盐水溶液的摩尔浓度为0.1mol/L；所述苋菜基碳粉与所述镧盐水溶液的质量体积比为1g:25mL；

步骤(3)中所述氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料、所述硫氰化钾的质量比为1:3。

2.根据权利要求1所述的一种氮、硫元素掺杂的氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述超声处理的温度不超过30℃、超声功率为800W～1000W、超声时间为0.5h～1h。

3.一种根据权利要求1～2任一项制备方法制得的氮、硫元素掺杂的氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料在电解水制氢中的应用，其特征在于，所述氮、硫元素掺杂的氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料作为电解水制氢中电极材料上的电催化材料。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述应用的方法为：将所述氮、硫元素掺杂的氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料均匀分散于Nafion树脂、水和乙醇的混合液中制得所述电催化材料，将所述电催化材料涂敷于镍泡沫上，烘干后即得到所述电极材料，所述电极材料包括阴极和阳极；

所述Nafion树脂、所述水、所述乙醇的质量比为1:2:7；所述氮、硫元素掺杂的氧化镧/苋菜基碳纳米复合材料在所述镍泡沫上的负载量为0.4mg/cm²。