一种高比表面积的氮掺杂石墨纳米笼的制备方法

摘要

本发明一种高比表面积的氮掺杂石墨纳米笼的制备方法，称取催化剂、氮源、碳源，催化剂为乙酰丙酮铁，氮源为对苯二胺或乙腈催化剂，将上述物质混合配得原料溶液；将立式管式炉升温至500～1200℃，并通入氮气作为载气，将原料溶液经电子蠕动泵输入到立式管式炉上部的喷射器，通过喷射器喷入管式炉高温区，在管式炉尾部产物收集器中得到含氮掺杂结构的碳包铁纳米核壳颗粒；将含氮掺杂结构的碳包铁纳米核壳颗粒置于蒸馏水与硝酸混合溶液中，加热并磁力搅拌，将上述所得混合物过滤、加去离子水冲洗，直至滤液呈中性或接近中性，随即冷冻干燥，即得高比表面积的空心氮掺杂石墨纳米笼。本发明的方法易于操作，后处理简易，适合工业化生产。

主权项

一种高比表面积的氮掺杂石墨纳米笼的制备方法，其特征在于包括以下步骤：   （1）一个制备含氮掺杂结构的碳包铁纳米核壳颗粒的步骤，称取催化剂、氮源、碳源，所述的催化剂为乙酰丙酮铁，所述的氮源为对苯二胺或乙腈，催化剂、碳源和氮源的质量比为5~20∶0~90∶5~80，将上述物质混合配得原料溶液；将立式管式炉升温至500～1200℃，并通入氮气作为载气，将原料溶液经电子蠕动泵输入到立式管式炉上部的喷射器，通过喷射器喷入管式炉高温区，在管式炉尾部产物收集器中得到含氮掺杂结构的碳包铁纳米核壳颗粒；   （2）将步骤（1）得到的含氮掺杂结构的碳包铁纳米核壳颗粒置于蒸馏水与硝酸混合溶液中，加热至60～90℃并磁力搅拌，将上述所得混合物过滤、加去离子水冲洗，直至滤液呈中性或接近中性，随即冷冻干燥，即得高比表面积的空心氮掺杂石墨纳米笼，其氮含量在0.8～3 wt%，孔径分部集中在1.8～6 nm，比表面积为300～900 m² g^‑1。