[发明专利]一种含钨物质杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法

权利要求书

1.一种含钨物质杂化和氮掺杂的多孔碳材料，其特征在于，该多孔碳材料的结构中包含氮掺杂的多孔石墨化碳，以及含钨物质；

其中，所述含钨物质杂化在所述氮掺杂的多孔石墨化碳中；

所述含钨物质为WC、W₂C/W或WC/W₂C/W。

2.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，按重量份计，所述多孔碳材料中，包含100份氮掺杂的多孔石墨化碳、0.1-400份含钨物质；所述多孔碳材料的孔径分布在1nm-20μm之间，孔体积为0.05-2.0cm³/g，比表面积为5-1500m²/g，氮在石墨化碳中的掺杂量为0.01-55atom％。

3.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，所述含钨物质为颗粒状或片状，尺寸在在1-1000nm范围内。

4.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料由包括如下重量份的原料制备得到：

碳源100份；

氮源1-1000份；

造孔剂100-2000份；

钨前驱体1-1000份；

去离子水1000-5000份。

5.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，所述碳源为生物质碳，选自阿拉伯糖、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、乳糖、D-乳糖、L-乳糖、甘油醛、D-甘油醛、L-甘油醛、核糖、D-核糖、L-核糖、脱氧核糖、2-脱氧-D-核糖、2-脱氧-L-核糖、木糖、D-木糖、L-木糖、来苏糖、D-来苏糖、L-来苏糖、葡萄糖、D-葡萄糖、L-葡萄糖、脱氧葡萄糖、2-脱氧-D-葡萄糖、2-脱氧-L-葡萄糖、甘露糖、D-甘露糖、L-甘露糖、果糖、D-果糖、L-果糖、苏力糖、D-苏力糖、L-苏力糖、半乳糖、D-半乳糖、L-半乳糖、D-甘露[型]庚酮糖、葡萄糖醇、D-葡萄糖醇、L-葡萄糖醇、葡萄糖酸、D-葡萄糖酸、L-葡萄糖酸、D-葡萄糖酸-内酯、葡萄糖酸钙、D-葡萄糖酸钙、L-葡萄糖酸钙、赤藓糖、D-赤藓糖、L-赤藓糖、蔗糖、D-蔗糖、L-蔗糖、麦芽糖、D-麦芽糖、L-麦芽糖、淀粉、肝糖、纤维素、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；

优选地，所述氮源选自组织胺、1H-1,2,3-三氮唑、1,2,4-三氮唑、噻唑、吡啶、联吡啶、哒嗪、嘧嗪、吡嗪、1,2,3三嗪、1,3,5-三嗪、1,3,4-三嗪、吡唑、咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、尿素、双氰胺、三聚氰胺、硫脲、对氨基苯、均三氨基苯、精胺、嘌呤、腺嘌呤、鸟嘌呤、1-甲基鸟嘌呤、2-甲基鸟嘌呤、3-甲基鸟嘌呤、6-甲基鸟嘌呤、7-甲基鸟嘌呤、N-二甲基鸟嘌呤、N,9-二乙酰鸟嘌呤、N-乙酰鸟嘌呤、二乙酰鸟嘌呤、2,9-二乙酰鸟嘌呤、双乙酰鸟嘌呤、2-乙酰鸟嘌吟、N-2-乙酰基鸟嘌呤、硫鸟嘌呤、异鸟嘌岭、鸟腺嘌呤、次黄嘌呤、1-甲基次黄嘌呤、6-氯鸟嘌呤、盐酸鸟嘌呤、嘧啶、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-羟基胞嘧啶、3,6-二胺基-1,2,4,5-四嗪、N-硝基-3,6-二胺基-1,2,4,5-四嗪、2,4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪、N-硝基-2-胺基-4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪、四唑、5-胺基-硝基-二氢-四唑、2-甲基-5-胺基-硝基-二氢-四唑、2-乙基-5-胺基-硝基-二氢-四唑、5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、2-甲基-5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、2-乙基-5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、3-氨基-1,2,4-三氮唑、5-氨基-1,2,4-三氮唑、1,2,3-三氮唑、N-硝基-5-氨基-1,2,4-三氮唑、4,5-二氰基咪唑、2-胍啶苯并咪唑、盐酸胍、胍碳酸盐、巴比妥酸中的一种或多种；

优选地，所述造孔剂选自碳酸钾、碳酸氢钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、硫化钾、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、氯化钙、乳酸钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、硝酸钙、磷酸钙、硫化钙、亚硫酸钙、亚硫酸氢钙、碳酸钙、碳酸氢钙、硫酸钙、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、硫化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯酸钠、硫酸钠、硫酸氢钠、高铁酸钠、氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化镁、氢氧化镁、硝酸镁、磷酸镁、硫化镁、溴化镁、碘化镁、亚硫酸镁、亚硫酸氢镁中的一种或多种；

优选地，所述钨前驱体为钨的可溶性盐，选自钨酸、钨酸铵、钨酸铵水合物、钨酸钠、二水合钨酸钠、钨酸钾、钨酸钙、钨酸镁、仲钨酸铵、仲钨酸铵水合物、偏钨酸铵、偏钨酸铵水合物、偏钨酸钠、偏钨酸钠水合物、硅钨酸、硅钨酸水合物、磷钨酸、磷钨酸水合物、十二磷钨酸钠水合物、四氯化钨、五氯化钨、六氯化钨、二氯二氧化钨、六氟化钨中的一种或几种。