[发明专利]一种基于富缺陷氧族化合物的肖特基结及其制备方法

权利要求书

1.一种基于富缺陷氧族化合物的肖特基结，其特征在于：所述肖特基结为富阴离子缺陷氧族化合物、过渡金属单质和/或合金以及氮掺杂的碳构成的球状复合材料颗粒，其中，富阴离子缺陷氧族化合物、过渡金属单质、过渡金属合金以及氮掺杂的碳在颗粒中均匀分布。

2.根据权利要求1所述基于富缺陷氧族化合物的肖特基结，其特征在于：所述富阴离子缺陷氧族化合物、过渡金属单质、过渡金属合金以及氮掺杂的碳的质量比为1:0～0.20:0～0.20:0.1～0.5，且过渡金属单质和过渡金属合金的含量不同时为0；所述肖特基结的平均粒径为200～400 nm；所述肖特基结中的阴离子空位缺陷的摩尔百分含量为20～40%；所述富阴离子缺陷氧族化合物为至少两种过渡金属的富缺陷氧化物、富缺陷硫化物或富缺陷硒化物中的一种或几种；所述富阴离子缺陷氧族化合物中的过渡金属为钴、铁或镍；所述过渡金属单质为钴、铁或镍的单质；所述过渡金属合金为钴、铁或镍中的两种或几种的合金；所述氮掺杂的碳中N的质量百分含量为10～30%。

3.根据权利要求2所述基于富缺陷氧族化合物的肖特基结，其特征在于：所述富缺陷氧化物的制备方法为：将至少两种过渡金属源加入水中，搅拌，然后将NaBH₄溶液加入，搅拌，洗涤，真空干燥，即成；将NaBH₄溶液加入后，搅拌的温度为室温，转速为400～600 r/min，时间为5～7 h；所述富缺陷硫化物或硒化物的制备方法为：将至少两种过渡金属源加入水中，搅拌，然后先将硫粉或硒粉加入并搅拌均匀后，再将NaBH₄溶液加入，水热反应，自然冷却至室温后，洗涤，真空干燥，即成；所述硫粉或硒粉与过渡金属源中的过渡金属元素总摩尔数的摩尔比为1～2:1；所述水热反应的温度为150～250℃，时间为12～24 h。

4.根据权利要求3所述基于富缺陷氧族化合物的肖特基结，其特征在于：所述过渡金属源中的过渡金属元素总摩尔数，与NaBH₄的摩尔比均为1～2:1；所述过渡金属源中的过渡金属元素总摩尔数与水的摩尔体积比均为1:10～30；将过渡金属源加入水中后搅拌的温度均为室温，时间均为20～40 min；所述过渡金属源均为钴源、铁源或镍源；所述钴源均为硝酸钴、氯化钴或乙酸钴，及其水合物中的一种或几种；所述铁源均为硝酸铁、氯化铁或乙酸铁，及其水合物中的一种或几种；所述镍源均为硝酸镍、氯化镍或乙酸镍，及其水合物中的一种或几种；所述NaBH₄溶液的摩尔浓度均为0.10～0.15 mol/L；所述洗涤的方式均为用水和乙醇先后交叉洗涤≥3次；所述真空干燥的温度均为40～60℃，压力均为-0.01～-0.10 MPa，时间均为8～15 h。

5.一种如权利要求1～4之一所述基于富缺陷氧族化合物的肖特基结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将富阴离子缺陷氧族化合物和锌源加入有机溶液中，搅拌，得溶液A；

（2）将2-甲基咪唑有机溶液加入步骤（1）所得溶液A中，搅拌，过滤，洗涤，得负载锌咪唑框架的氧族化合物；

（3）将步骤（2）所得负载锌咪唑框架的氧族化合物分散于有机溶剂后，再将过渡金属源有机溶液加入，搅拌，离心，干燥，得负载过渡金属有机框架的氧族化合物前驱体；

（4）将步骤（3）所得负载过渡金属有机框架的氧族化合物前驱体置于保护性气氛中，热处理，得基于富缺陷氧族化合物的肖特基结。

6.根据权利要求5所述基于富缺陷氧族化合物的肖特基结的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述富阴离子缺陷氧族化合物和锌源的摩尔比为1:1.0～1.2；所述富阴离子缺陷氧族化合物与有机溶剂的质量体积比为5～15:1；所述富阴离子缺陷氧族化合物中的阴离子空位缺陷的摩尔百分含量为18～38%；所述锌源为硝酸锌、氯化锌或乙酸锌，及其水合物中的一种或几种；所述有机溶剂为甲醇；所述搅拌的温度为室温，时间为20～40 min。