一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料，该多孔碳材料的结构中包含氮掺杂的多孔石墨化碳，以及氧掺杂氮化钛；其中，所述氧掺杂氮化钛杂化在所述氮掺杂的多孔石墨化碳中。在该多孔碳材料中，氧掺杂氮化钛在多孔碳中均匀分布，且该多孔碳材料具有高的比表面积。本发明专利技术还公开了该多孔碳复合材料的制备方法。备方法。备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及先进碳材料的制备领域。更具体地，涉及一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]多孔碳材料由于具有比表面积大、孔隙率高、导电性高、吸附性好、化学稳定性强、机械稳定性高、来源广泛以及制备成本相对低廉等优点，被广泛地应用于吸附、储能、催化、生物传感、空气净化、生物医药等领域。但是，碳材料表面的非极性导致其在以上领域中的应用受到许多限制。
[0003]为了提高碳材料表面的极性，许多学者通过引入杂原子来对碳材料进行掺杂，N原子与C原子的尺寸相当，但电负性比C的强，因此受到广泛关注。N原子在碳结构中不同位置进行掺杂而形成多种可能的结构，进而在相邻的C原子上产生电子缺陷，从而增加了许多缺陷位点、提高了碳材料的表面活性、提高了碳材料的导电性。除了引入N原子，许多学者还采用过渡金属化合物对碳材料进行掺杂，包括过渡金属氮化物、渡金属碳化物、渡金属氧化物、过渡金属硫化物、过渡金属磷化物等。其中，氮化钛在导电性、能级结构、表面吸附性等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料，其特征在于，该多孔碳材料的结构中包含氮掺杂的多孔石墨化碳，以及氧掺杂氮化钛；其中，所述氧掺杂氮化钛杂化在所述氮掺杂的多孔石墨化碳中。2.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，按重量份计，所述多孔碳材料中，包含100份氮掺杂的多孔石墨化碳、0.1
‑
400份氧掺杂氮化钛；其中，氮掺杂的多孔石墨化碳孔径分布在1nm
‑
20μm之间，孔体积为0.05
‑
2.0cm3/g，比表面积为5
‑
1500m2/g，氮在多孔石墨化碳中的掺杂量为0.01
‑
55atom％。3.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，在所述氧掺杂氮化钛中，氧以原子形式掺杂进氮化钛分子的晶格中，氧的掺杂量为0.5
‑
20atom％；且所述氧掺杂氮化钛粒径在1
‑
1000nm范围内。4.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料由包括如下重量份的原料制备得到：碳源100份；氮源1
‑
1000份；造孔剂100
‑
2000份；钛前驱体5
‑
2000份；去离子水1000
‑
5000份。5.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，所述碳源选自阿拉伯糖、D
‑
阿拉伯糖、L
‑
阿拉伯糖、乳糖、D
‑
乳糖、L
‑
乳糖、甘油醛、D
‑
甘油醛、L
‑
甘油醛、核糖、D
‑
核糖、L
‑
核糖、脱氧核糖、2
‑
脱氧
‑
D
‑
核糖、2
‑
脱氧
‑
L
‑
核糖、木糖、D
‑
木糖、L
‑
木糖、来苏糖、D
‑
来苏糖、L
‑
来苏糖、葡萄糖、D
‑
葡萄糖、L
‑
葡萄糖、脱氧葡萄糖、2
‑
脱氧
‑
D
‑
葡萄糖、2
‑
脱氧
‑
L
‑
葡萄糖、甘露糖、D
‑
甘露糖、L
‑
甘露糖、果糖、D
‑
果糖、L
‑
果糖、苏力糖、D
‑
苏力糖、L
‑
苏力糖、半乳糖、D
‑
半乳糖、L
‑
半乳糖、D
‑
甘露[型]庚酮糖、葡萄糖醇、D
‑
葡萄糖醇、L
‑
葡萄糖醇、葡萄糖酸、D
‑
葡萄糖酸、L
‑
葡萄糖酸、D
‑
葡萄糖酸
‑
内酯、葡萄糖酸钙、D
‑
葡萄糖酸钙、L
‑
葡萄糖酸钙、赤藓糖、D
‑
赤藓糖、L
‑
赤藓糖、蔗糖、D
‑
蔗糖、L
‑
蔗糖、麦芽糖、D
‑
麦芽糖、L
‑
麦芽糖、淀粉、肝糖、纤维素、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；优选地，所述氮源选自组织胺、1H
‑
1,2,3
‑
三氮唑、1,2,4
‑
三氮唑、噻唑、吡啶、联吡啶、哒嗪、嘧嗪、吡嗪、1,2,3三嗪、1,3,5
‑
三嗪、1,3,4
‑
三嗪、吡唑、咪唑、2
‑
甲基咪唑、4
‑
甲基咪唑、尿素、双氰胺、三聚氰胺、硫脲、对氨基苯、均三氨基苯、精胺、嘌呤、腺嘌呤、鸟嘌呤、1
‑
甲基鸟嘌呤、2
‑
甲基鸟嘌呤、3
‑
甲基鸟嘌呤、6
‑
甲基鸟嘌呤、7
‑
甲基鸟嘌呤、N
‑
二甲基鸟嘌呤、N,9
‑
二乙酰鸟嘌呤、N
‑
乙酰鸟嘌呤、二乙酰鸟嘌呤、2,9
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：耿建新，孙龙华，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：