低电阻率氮掺杂碳材料及其制备方法和燃料电池催化剂及锂离子电池电极材料技术

本发明专利技术涉及纳米碳材料领域，公开了一种低电阻率氮掺杂碳材料及其制备方法和燃料电池催化剂及锂离子电池电极材料，所述碳材料为中空笼状，由X射线光电子能谱测得所述碳材料的碳的摩尔含量为89

【技术实现步骤摘要】
低电阻率氮掺杂碳材料及其制备方法和燃料电池催化剂及锂离子电池电极材料


[0001]本专利技术涉及纳米碳材料领域，具体涉及一种低电阻率氮掺杂碳材料及其制备方法和燃料电池催化剂及锂离子电池电极材料。

技术介绍

[0002]石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。但因为其本身是二维材料，石墨烯片层易团聚，限制了其在宏观上的应用，因此，更多结构新型的纳米石墨碳材料已经陆续开发出来，比如石墨碳纳米杯、纳米角、纳米环、纳米笼等。这些材料的出现丰富了纳米石墨碳材料的结构，为其应用开其更加广阔的空间。
[0003]其中，石墨烯纳米笼是一种十分独特的新型纳米石墨结构，其具有近似于富勒烯的独特中空结构和较为可控的纳米尺寸，这种独特的空心多孔纳米石墨结构能赋予该材料一系列独特的物理化学性质，有望应用于工业催化、电化学储能、药物载体、光学器件等诸多领域。
[0004]通常石墨烯纳米碳笼的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低电阻率氮掺杂碳材料，所述碳材料为中空笼状，由X射线光电子能谱测得所述碳材料的碳的摩尔含量为89
‑
98％，氮的摩尔含量为0.5
‑
5％，氧的摩尔含量为0.5
‑
10％；所述碳材料具有至少一个介孔分布峰，所述碳材料的电阻率不高于500mΩ
·
cm，所述碳材料的比表面积为50
‑
1000m2/g。2.根据权利要求1所述的碳材料，其中，由X射线光电子能谱测得所述碳材料的碳的摩尔含量为89
‑
97.65％，氮的摩尔含量为0.9
‑
5％，氧的摩尔含量为1
‑
10％。3.根据权利要求1所述的碳材料，其中，所述碳材料具有两个或两个以上的介孔分布峰；优选地，所述碳材料具有双介孔分布峰，且双介孔分布峰分别对应第一最可几孔径和第二最可几孔径，所述第一最可几孔径为3.5
‑
4纳米，所述第二最可几孔径为5
‑
20纳米。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的碳材料，其中，所述碳材料的电阻率为40
‑
500mΩ
·
cm；和/或，所述碳材料的比表面积为200
‑
1000m2/g。5.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的碳材料，其中，所述碳材料的直径为2
‑
200nm，优选为5
‑
50nm。6.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的碳材料，其中，所述碳材料的拉曼曲线中，I
D
/I
G
的范围为0.2
‑
1.2，优选为0.3
‑
1.2；和/或所述碳材料的X射线光电子能谱中，由对应于C
‑
O基团的谱峰确定的氧元素的含量与由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量的摩尔比值为0.01
‑
1.2：1，优选为0.1
‑
1：1。7.一种低电阻率氮掺杂碳材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)提供含有过渡金属盐、多元有机羧酸以及含氮化合物的溶液，然后干燥得到前驱体材料；(2)在惰性气氛或还原气氛下，将步骤(1)得到的前驱体材料进行高温热解，高温热解的温度为800
‑
1300℃，得到热解产物；(3)对所述热解产物进行酸洗，然后进行固液分离、洗涤并干燥。8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，步骤(1)中，过渡金属盐、多元有机羧酸以及含氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢婧新，荣峻峰，宗明生，于鹏，吴耿煌，林伟国，
申请(专利权)人：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：