[发明专利]杂原子掺杂孔径可控的二维碳材料及其制备方法

权利要求书

1.一种杂原子掺杂孔径可控的二维碳材料制备方法，包括：

S1.将不同比例的有机小分子碱金属盐及有机小分子碱土金属盐在惰性气氛中热解处理；

S2.热解处理后的碱金属盐及碱土金属盐经过酸洗、水洗和干燥处理得到孔径可控的二维碳材料；

S3.将所述二维碳材料与含杂原子化合物在所述惰性气氛中共热掺杂，得到杂原子掺杂孔径可控的二维碳材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属盐和所述碱土金属盐为柠檬酸盐或葡萄糖酸盐。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属盐为有机小分子钾盐，所述二维碳材料的结构以微孔为主；所述碱土金属盐为有机小分子钙盐或有机小分子镁盐，所述二维碳材料的结构以介孔为主；所述碱金属盐为有机小分子钠盐，所述二维碳材料的结构以大介孔和大孔为主。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1控制混合分别对应于以微孔为主、以介孔为主和以大介孔和大孔为主不同孔径结构的碱金属盐和碱土金属盐的比例，所述步骤S2对应得到微孔、介孔及大介孔和大孔中至少两种混合孔径结构的二维碳材料。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热解处理的热解温度为500～950℃，所述惰性气氛为氮气或氩气中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸洗处理使用的酸为稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸，所述酸的浓度为0.01～5M。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含杂原子化合物为氨气、尿素、二氰二胺、三聚氰胺、硫脲等中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述共热掺杂的温度为700～1200℃，所述共热掺杂的时间为1～4小时，所述惰性气氛的气体流量为10～100ml/min。

9.一种如权利要求1-8任一项所述制备方法制备的杂原子掺杂孔径可控的二维碳材料，其特征在于，所述杂原子掺杂孔径可控的二维碳材料作为氧还原催化剂等能源转换领域，还可作为催化剂载体，对其进行纳米颗粒复合应用于能源储存及其他催化领域。