碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料及其制备方法技术

提供一种碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料，包括碳包覆铁及碳化铁纳米颗粒，其中所述碳包覆铁及碳化铁纳米颗粒由铁纳米颗粒和碳化铁纳米颗粒内核和包覆在所述铁纳米颗粒和碳化铁纳米颗粒表面的氮、氧掺杂的石墨化碳层外壳组成；所述复合材料具有介孔结构。本发明专利技术还提供该复合材料的制备方法。本发明专利技术采用纯水相，常压条件制备相关裂解前驱体。利用常见、廉价的有机酸的配位作用以及氰胺化合物或尿素或六亚甲基四胺的辅助作用，有效减少了低效率的氰胺化合物的使用量，避免了碳纳米管包覆金属副产物的产生。此方法具有绿色环保、成本低、工艺简单，易于实现大批量制备等优点。

Carbon-coated iron and iron carbide nanocomposites and their preparation methods

A carbon-coated iron and iron carbide nanocomposites is provided, including carbon-coated iron and iron carbide nanoparticles. The carbon-coated iron and iron carbide nanoparticles are composed of iron nanoparticles and iron carbide nanoparticles core and nitrogen and oxygen doped graphite carbon layer shell coated on the surface of the iron nanoparticles and iron carbide nanoparticles. \u3002 The invention also provides a preparation method of the composite material. The present invention adopts pure water phase and atmospheric pressure conditions to prepare relevant pyrolysis precursors. The use of cyanamide compounds or urea or hexamethylenetetramine can effectively reduce the use of inefficient cyanamide compounds and avoid the formation of metal by-products coated by carbon nanotubes by using the coordination of common and inexpensive organic acids and the auxiliary effects of cyanamide compounds or urea or hexamethylenetetramine. This method has the advantages of environmental protection, low cost, simple process and easy to realize large-scale preparation.

【技术实现步骤摘要】
碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料及其制备方法
本专利技术属于碳包覆金属复合材料制备与应用领域，具体涉及一种氮、氧掺杂碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料及其制备方法。
技术介绍
金属铁及碳化铁纳米颗粒由于具有优异的光学、电学、磁学性能而备受关注。但金属铁及碳化铁纳米颗粒稳定性差，作为催化剂易发生团聚而失活，此外在液相中容易发生活性相流失，在空气中易被氧化甚至燃烧，极大的限制了此类材料的应用前景。与此同时，碳纳米材料具有耐酸碱腐蚀、化学性质稳定等优点。此外，碳纳米材料在部分反应中还表现出了优异的催化性能。纳米碳包覆金属复合材料是纳米碳与金属复合材料领域的研究热点之一。这类材料由单层至数层弯曲石墨片层为壳紧密包裹金属或金属碳化物纳米颗粒。最新的研究表明，纳米碳材料可以有效保护金属或金属碳化物纳米颗粒，同时由于电子相互作用赋予了复合材料独特的催化性能。因此，这种核壳结构纳米材料在非均相催化、电催化、磁分离、吸波、润滑油添加剂等领域有着广阔的应用前景。目前，碳包覆金属纳米粒子的方法主要有电弧法、化学气相沉积法(CVD)以及热解法等。其中热解法具有工艺简单、成本低、收率高、金属含量可控等优点，是最具前景的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料，包括碳包覆铁及碳化铁纳米颗粒，其中所述碳包覆铁及碳化铁纳米颗粒由铁纳米颗粒和碳化铁纳米颗粒内核和包覆在所述铁纳米颗粒和碳化铁纳米颗粒表面的氮、氧掺杂的石墨化碳层外壳组成；所述复合材料在孔径分布区间2～20nm内具有1个以上的分布峰。

【技术特征摘要】
2017.07.28 CN 20171062727851.一种碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料，包括碳包覆铁及碳化铁纳米颗粒，其中所述碳包覆铁及碳化铁纳米颗粒由铁纳米颗粒和碳化铁纳米颗粒内核和包覆在所述铁纳米颗粒和碳化铁纳米颗粒表面的氮、氧掺杂的石墨化碳层外壳组成；所述复合材料在孔径分布区间2～20nm内具有1个以上的分布峰。2.根据权利要求1所述的碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料，其中以所述复合材料的总质量为基准，Fe的含量为15-45％，C的含量为35-80％，N的含量为0.5-12％，O的含量为1-15％，H的含量为0.2-2.5％。3.根据权利要求1所述的碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料，其中所述碳包覆铁及碳化铁纳米颗粒的粒径为2-35nm。4.根据权利要求1所述的碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料，其中所述复合材料的酸洗损失率小于40％，优选小于10％。5.一种制备权利要求1-4任一所述碳包覆铁及碳化铁纳米复合材料的方法，包括如下步骤：S1，将柠檬酸配位铁和乙二胺四乙酸配位铁中的一种或多种与尿素、二氰二胺、三聚氰胺和六亚甲基四胺中的一种或多种混合形成前驱体；S2，在惰性保护气氛或还...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耿煌，荣峻峰，达志坚，宗明生，于鹏，谢婧新，林伟国，纪洪波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11