[发明专利]一种铂负载氮/硫共掺杂多孔碳纳米纤维材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种铂负载氮/硫共掺杂多孔碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取聚丙烯腈PAN和聚乙烯吡咯烷酮PVP浸入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌得到分散均匀的混合溶液；

（2）将混合溶液通过静电纺丝制备得到PAN/PVP纳米纤维；

（3）将PAN/PVP纳米纤维、硫脲和氯铂酸溶液进行混合，反应，得到氯铂酸-硫脲-多孔PAN纳米纤维；

（4）将氯铂酸-硫脲-多孔PAN纳米纤维置于惰性气体保护下，先预氧化，再升温碳化，冷却，即得到目的产物；

步骤（3）中，反应的温度为110℃，时间为12-24h；

步骤（3）中，硫脲的添加量为PAN/PVP纳米纤维的10~30 wt%；

氯铂酸的添加量为PAN/PVP纳米纤维的5~15 wt%；

步骤（1）中，聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1-2:1，且PAN和PVP占混合溶液的总重量的6~15 wt%；

步骤（1）中，所述的PAN的均分子量为140000~1500000，所述的PVP的均分子量为40000~60000；

静电纺丝的工艺条件具体为：将混合溶液置于注射器中，通过推动泵挤出，速度为0.01mL/h~0.30 mL/h，控制纺丝电压为10~20 kV，纺丝喷头至接收器的距离为15~20 cm；所得纤维产物在80℃烘箱中烘干6-10h，以除去残留的N,N-二甲基甲酰胺，即得到PAN/PVP纳米纤维；

步骤（3）中，硫脲替换为等摩尔量的硫酸铵；

步骤（4）中，预氧化的过程具体为：控制升温速率为1~10 ℃/min，升温至220~260 ℃，保温2~3小时，完成预氧化过程；

升温碳化的过程具体为：控制升温速率为1~10 ℃/min，升温至600~1000 ℃，保温2~5小时，完成碳化过程。

2.一种铂负载氮/硫共掺杂多孔碳纳米纤维材料，其采用如权利要求1所述的制备方法制备得到。

3.如权利要求2所述的一种铂负载氮/硫共掺杂多孔碳纳米纤维材料的应用，其特征在于，该纳米纤维材料作为燃料电池阴极、电解水制氢催化剂或储氢材料用于酸性燃料电池、锂-孔电池和超级电容器中。