[发明专利]一种二维多孔碳负载催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种二维多孔碳复合材料，其特征在于，由二维石墨烯基或MXene基多孔碳及分布于多孔碳孔道内的金属间化合物纳米颗粒组成；

所述二维多孔碳复合材料的制备方法，包括：

通过电化学剥离的方法制备石墨烯纳米片；通过HF刻蚀的方法制备MXene纳米片；将石墨烯或MXene纳米片超声分散在极性非质子溶剂中，得到悬浮液，将有机配体和金属前驱体加入到悬浮液中，室温下搅拌10小时，得到表面被金属有机框架材料覆盖的石墨烯或MXene纳米片；将第二种金属前驱体加入悬浮液中，然后将还原剂加入到上述悬浮液，搅拌2～4小时，离心洗涤，真空干燥；将得到的固体粉末在管式炉中500～1000℃焙烧2～5小时，得到二维多孔碳复合材料；

所述金属间化合物纳米颗粒包括铂镍金属间化合物、铂钴金属间化合物、铂锌金属间化合物、铂铁金属间化合物、铂铜金属间化合物、铂锡金属间化合物；

所述还原剂为硼氢化钠。

2.如权利要求1所述的二维多孔碳复合材料，其特征在于，所述石墨烯基或MXene基多孔碳具有二维多孔结构，其孔径为3～10nm，比表面积为300～1500m²/g。

3.如权利要求1所述的二维多孔碳复合材料，其特征在于，所述MXene纳米片包括Ti₃C₂T_x、Ti₂CT_x、Mo₂CT_x。

4.如权利要求1所述的二维多孔碳复合材料，其特征在于，所述金属间化合物纳米颗粒的颗粒尺寸为2～10nm。

5.权利要求1所述二维多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

通过电化学剥离的方法制备石墨烯纳米片；通过HF刻蚀的方法制备MXene纳米片；将石墨烯或MXene纳米片超声分散在极性非质子溶剂中，得到悬浮液，将有机配体和金属前驱体加入到悬浮液中，室温下搅拌10小时，得到表面被金属有机框架材料覆盖的石墨烯或MXene纳米片；将第二种金属前驱体加入悬浮液中，然后将还原剂加入到上述悬浮液，搅拌2～4小时，离心洗涤，真空干燥；将得到的固体粉末在管式炉中500～1000℃焙烧2～5小时，得到二维多孔碳复合材料；

所述金属间化合物纳米颗粒包括铂镍金属间化合物、铂钴金属间化合物、铂锌金属间化合物、铂铁金属间化合物、铂铜金属间化合物、铂锡金属间化合物；

所述还原剂为硼氢化钠。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述极性非质子溶剂包括丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机配体包括二甲基咪唑、苯并咪唑、均苯三甲酸、对苯二甲酸、4,4'-联吡啶、戊二酸、四羧基苯基卟啉、2-氨基对苯二甲酸、4,4'-联苯二甲酸、4,4'-三联苯二甲酸。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金属前驱体包括铂、镍、钴、锌、铁、铜、锡的氯化物、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、醇盐。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料包括ZIF-8、ZIF-67、ZIF-7、ZIF-11、ZIF-5、ZIF-60、MIL-101、MIL-100、MIL-88、MIL-53、UIO-66、UIO-67、UIO-68、CPL-1、PCN-222、IRMOF-3。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，制备金属间化合物，加入的两种金属前驱体的摩尔比为1～4。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，制备的金属间化合物中两种金属的摩尔比为1～3。