[发明专利]一种负载有金属氧化物的碳材料的制备方法及所得碳材料

说明书

本发明提供一种负载有金属氧化物的碳材料的制备方法及所得碳材料，所述制备方法包括：(1)将石墨化氮化碳与金属盐水溶液混合均匀后进行干燥；(2)对步骤(1)干燥后所得产物进行煅烧，得到所述负载有金属氧化物的碳材料。本发明还提供了由该制备方法得到的负载有金属氧化物的碳材料。该方法以石墨化氮化碳为模板，在低温条件下实现金属氧化物在碳表面均匀负载，且负载的金属氧化物颗粒均匀且尺寸小，避免了现有的高温制备方法容易出现金属颗粒团聚的缺点；并且低温条件下使石墨化氮化碳低温脱氮形成导电碳材料，同时使金属氧化物更加紧密地铆钉在碳材料表面，避免了现有其他方法制备时，金属氧化物与碳材料复合物金属颗粒易脱落的问题。

技术领域

本发明涉及一种负载有金属氧化物的碳材料的制备方法及所得碳材料，属于碳材料技术领域。

背景技术

金属氧化物与碳材料的复合物因其独特的物理和化学性质受到广泛关注，这类复合物广泛应用于锂离子电池、钠离子电池等储能领域，以及HER、OER、ORR等催化领域，但简便批量制备仍然是困扰金属氧化物与碳材料的复合物广泛应用的瓶颈问题之一。科学家们报道了许多制备金属氧化物与碳材料的复合物的方法，常用的包括水热法、化学气相沉积(CVD)法、化学合成法及机械球磨法等，但是其中大部分制备工艺复杂、价格昂贵、受材料自身结构限制严重。

因此，提供一种简便批量制备负载有金属氧化物的碳材料的方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种负载有金属氧化物的碳材料的制备方法。

本发明的另一目的还在于提供由上述负载有金属氧化物的碳材料的制备方法制备得到的负载有金属氧化物的碳材料。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种负载有金属氧化物的碳材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：

(1)将石墨化氮化碳与金属盐水溶液混合均匀后进行干燥；

(2)对步骤(1)干燥后所得产物进行煅烧，得到所述负载有金属氧化物的碳材料。

根据本发明的具体实施方案，本发明的负载有金属氧化物的碳材料的制备方法中，步骤(1)中所述石墨化氮化碳与金属硝酸盐的质量比为1:1-10。

根据本发明的具体实施方案，本发明的负载有金属氧化物的碳材料的制备方法中，步骤(1)中所述金属盐包括金属硝酸盐。

根据本发明的具体实施方案，本发明的负载有金属氧化物的碳材料的制备方法中，步骤(1)中所述金属硝酸盐包括硝酸铁、硝酸镍、硝酸钴、硝酸锌、硝酸镁、硝酸铝或硝酸铜中的一种或者几种的组合。

根据本发明的具体实施方案，本发明的负载有金属氧化物的碳材料的制备方法中，步骤(1)中所述干燥温度为70-100℃，时间为10-12h。

根据本发明的具体实施方案，本发明的负载有金属氧化物的碳材料的制备方法中，步骤(2)中所述煅烧的温度为200-700℃，时间为10-120min。

根据本发明的具体实施方案，本发明的负载有金属氧化物的碳材料的制备方法中，步骤(2)中所述煅烧的温度为300-400℃。

根据本发明的具体实施方案，本发明的负载有金属氧化物的碳材料的制备方法中，煅烧过程中，金属氧化物在温度低于290℃下产生，当温度为290-700℃时，该金属氧化物催化氮原子，进而形成所述负载有金属氧化物的碳材料。