[发明专利]一种金属单原子掺杂碳纳米管的制备方法

摘要

本发明涉及金属单原子掺杂碳材料领域，特别是一种制备高担载量金属单原子掺杂碳纳米管的方法。以氨基酸、硫脲、尿素、二氰氨、三聚氰胺、氮化碳及聚乙烯吡咯烷酮等作为碳源和氮源，复合金属盐为前驱体，通过在保护性气氛下多步热解制备出一系列金属单原子掺杂的碳纳米管结构。本发明利用固体有机碳源对金属盐实现原子级别的单分散，经梯度温度热解最终得到高担载量金属单原子掺杂的碳纳米管。该方法有效解决金属单原子担载量低、分散性及稳定性差等问题。

主权项

1.一种金属单原子掺杂碳纳米管的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)选取含氮碳原料，加入金属盐以及水、醇或酯类溶剂均匀混合，经搅拌、烘干、碾磨得到成分均匀的粉末；(2)在保护性气氛下，取上述粉末于200～1000℃进行热处理，气体流速为5sccm～5000sccm，升温速率为每分钟0.1～100℃，热处理温度呈梯度分布，梯度分布温度的具体过程和参数如下：第一步温度梯度处理范围为200～400℃，处理时间为10分钟至10小时；第二步温度梯度处理范围为400～700℃，处理时间为10分钟至10小时；第三步温度梯度处理范围为730～1000℃，处理时间为10分钟至10小时，随炉冷却至室温，得到黑色物质；(3)将得到的黑色物质放入盐酸、硫酸或硝酸中进行酸处理，浸泡处理30分钟到24小时，之后离心清洗烘干；最后，得到高含量、高分散性的金属单原子掺杂碳纳米管。