一种磷-氮异原子掺杂多孔碳材料及其合成方法

摘要

本发明公开了一种磷-氮异原子掺杂多孔碳材料及其合成方法，属于碳材料领域。所述的碳材料是通过化学键合方式将磷原子和氮原子共同引入到多孔碳材料中，使多孔碳材料中碳六元环结构中的碳原子被磷原子、氮原子共同取代的一种功能性多孔碳材料。合成方法为A.制备含氮导电高分子、含磷有机物、硅基硬模板、金属催化剂的前期聚合物；B.前期聚合物经煅烧得到固体；C.固体经过刻蚀、清洗后得到本发明所述的碳材料。所述碳材料氮、磷含量较高，比表面积和产率均较高，且制备方法步骤简单，容易操作。

主权项

一种磷‑氮异原子掺杂多孔碳材料的合成方法，其特征在于，所述的磷‑氮异原子掺杂多孔碳材料是通过化学键合方式将磷原子和氮原子共同引入到多孔碳材料中，使多孔碳材料中碳六元环结构中的碳原子被磷原子、氮原子共同取代的一种功能性多孔碳材料；所述的磷‑氮异原子掺杂多孔碳材料具有多孔纳米碳结构；以所述多孔磷‑氮共掺杂碳材料的总质量为百分之百计，其中磷原子的质量百分比为0.1～1％、氮原子的质量百分比为0.1～30％；所述方法步骤如下：A.将含磷有机物溶解到含氮导电高分子单体中，或将含磷有机物和含氮高分子单体溶解于易挥发的溶剂中，得到混合溶液1，将混合溶液1加入到酸性溶剂中，混合均匀，得到悬浊液1，之后将硅基硬模板与催化剂加入到悬浊液1，混合均匀得到悬浊液2，最后向悬浊液2中加入引发含氮导电高分子单体聚合的氧化剂，在0～80℃下，搅拌聚合得到前期聚合物1；所述催化剂为铁盐和钴盐中的一种以上；B.将上述前期聚合物1干燥，得到固体1，将固体1在氮气或者氩气保护下煅烧，具体为先以1～10℃/min的速度升温至600～1000℃，在此温度下保温0～1h，待降到25℃，取出，得到固体2；C.将固体2研磨成粉末之后，加入硅基硬模板的刻蚀剂溶液，在25℃下反应1～48h，用水清洗干净，过滤干燥；随后加入酸性溶液，在25℃下反应1～48h，用水清洗干净，过滤干燥后，得到本发明所述的磷‑氮异原子掺杂多孔碳材料。