[发明专利]一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂，其特征在于：所述多孔碳材料中，包括质量比为1％～50％的氮硫源和碳源，所述碳源为葡萄糖，所述氮硫源为半胱氨酸。

2.根据权利要求1所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂，其特征在于：所述氮硫源和碳源的质量比为5％～40％。

3.根据权利要求1或2所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂，其特征在于：所述氮和硫元素均匀分布于多孔碳材料表面，所述多孔碳材料孔径为2～50nm。

4.如权利要求3所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：称取一定量的碳源、氮源和硫源，混合并分散于水溶液中，然后转移到水热反应釜容器中，升到一定温度并保持一定时间后获得含碳、氮、硫的碳材料；

步骤二、将合成的含碳、氮、硫的碳材料放入石英玻璃容器中，通入惰性气体作为保护气体，高温煅烧一定时间，自然冷却后研磨粉碎，得到氮硫双掺杂碳化材料；

步骤三、将合成的氮硫双掺杂碳化材料放入定制的坩埚中，依次加入一定比例的氢氧化钠溶液和无水乙醇，搅拌均匀后，转移到烘箱中一定温度下烘干，再转移到高温管式炉中，通入惰性气体作为保护气体，高温煅烧一定时间，自然冷却后即获得氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂。

5.根据权利要求3所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述的氮源选自尿素、三聚氰胺和L-半胱氨酸中的一种、两种或两种以上；所述的硫源选自硫化钠、硫脲和L-半胱氨酸中的一种、两种或两种以上；所述碳源选自葡萄糖、氧化石墨烯和环糊精中的一种、两种或两种以上。

6.根据权利要求4所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述水热反应釜容器中的温度为160～200℃，反应时间为8～15小时，水热反应结束后，样品进行研磨。

7.根据权利要求4所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述的高温煅烧过程以1～8℃/min的速率升温至200℃～500℃，保温0.5～2.0小时。

8.根据权利要求4所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述氮硫双掺杂碳化材料、1mol/L氢氧化钠、无水乙醇的比例为(0.05g～0.2g):(1mL～4mL):(0.2mL～0.8mL)。

9.根据权利要求4所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述的高温煅烧过程以1～8℃/min的速率升温至700℃～1000℃，保温1.0～2.0小时，再以10℃/min～15℃/min降温到400℃～500℃，再自然冷却至室温。

10.根据权利要求4所述的一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二和三中，所述惰性保护气体为高纯氮气、氩气，纯度≥99.99％。