[发明专利]一种金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，包括步骤：

（1）提供含有1,3,5-三（4-氨基苯基）苯和金属盐的有机溶剂，备用；

（2）将酸液加入至步骤（1）的有机溶剂中进行聚合反应，得到碳微米管前驱体；

（3）将所述碳微米管前驱体在惰性气氛下煅烧，即得。

2.根据权利要求1所述的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙腈、乙二醇、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述1,3,5-三（4-氨基苯基）苯和金属盐离子的比例为摩尔比700：3~70：3。

4.根据权利要求3所述的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，其特征在于，所述金属元素包括铁、锰、钴、镍、铂、钯等中的任意一种；

优选地，所述金属盐的溶液包括金属离子的硝酸盐溶液、硫酸盐溶液、盐酸盐溶液、醋酸盐溶液中的至少一种，如硝酸铁、硫酸锰、氯化钴、醋酸镍、氯化铂、硝酸钯等。

5.根据权利要求1所述的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述酸液包括：稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸、醋酸、高氯酸、磷酸、氯铂酸、柠檬酸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述酸液的pH=2~5。

7.根据权利要求1所述的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，其特征在于，通过过滤或离心的方式分离出步骤（2）的反应液中的固体产物，然后对该固体产物进行洗涤、干燥，即得所述前驱体。

8.根据权利要求1-7任一项所述的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述煅烧的方式包括：先在500~650℃保温2~4小时，然后继续加热至700~1100℃保温1.5~2.5小时，500~650℃定温是为了初步分解，保持形貌，后面的升温是为了提高石墨化程度和促进金属与碳骨架之间的键合。

9.根据权利要求1-7任一项所述的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述惰性气氛下煅烧是为确保碳微米管的生成。

10.权利要求1-9任一项所述的制备方法获得的金属单原子与氮双掺杂的碳微米管的应用，该应用领域包括：有机催化、低温燃料电池、超级电容器电极、离子电池中的任意一种。