[发明专利]一种基于铁盐催化石墨化氮掺杂碳纳米材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于铁盐催化石墨化氮掺杂碳纳米材料的制备方法，将具有邻苯二酚基团的单体与能电离出Fe3+的铁盐混合反应，借助邻苯二酚与Fe3+间的配位作用制备聚合物交联网络，再以高温煅烧的方式碳化，此过程中Fe3+催化聚合物形成高度石墨化的碳层，被还原成铁单质或铁的化合物并负载在碳层上，在利用酸处理碳载体上负载的铁单质及其化合物后，即得到石墨化氮掺杂碳纳米材料。本方法反应过程简单，条件温和；既将铁盐作为构筑交联网络的配体使用，又将铁盐作为催化剂使用；制备出的高度石墨化的氮掺杂碳纳米材料不仅有异质元素氮的掺杂，还主要由石墨化的碳层组成，在碳纳米材料的负载和催化性能等方面展现出潜在优势。

主权项

1.一种基于铁盐催化石墨化氮掺杂碳纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备聚合物交联网络：将含邻苯二酚基团单体与铁盐以1:0.2～5的比例溶于醇或超纯水中，在20～30℃下以200～600rpm的速度搅拌反应0.5～1.5h，得到黑色浑浊溶液；将所得黑色浑浊溶液逐滴滴入沉淀剂中，沉淀后进行离心分离得到黑色固体，离心洗涤3～5次，经真空干燥得到聚合物交联网络；(2)碳化：将聚合物交联网络以1℃/min的速度升温至380～420℃，恒温2h，再以1℃/min的速度升温至780～820℃，恒温2h，随后冷却至室温，得到黑色粉末即为负载铁的石墨化碳层；(3)酸处理：将黑色粉末分散在1M的酸溶液中，以200～600rpm的速度搅拌反应6h，离心洗涤5～7次，在真空干燥箱里以60℃处理24h后即得到石墨化氮掺杂碳纳米材料。