[發明專利]一種以碳納米管為原料合成多金屬碳化物的制備方法

在審

• 申請號: 201811214556.5
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109351359A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 高爽;常立民;王海瑞;聶平;趙翠梅
• 申請（專利權）人: 吉林師范大學
• 主分類號: B01J23/882
• 分類號: B01J23/882;B01J23/883;B01J23/888
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 李泉宏

本發明公開一種以碳納米管為原料合成的多金屬碳化物的制備方法，屬于材料制備技術領域；針對現有的制備方法較為復雜且僅適用于制備一種的問題多金屬碳化物，本發明以碳納米管作為碳源，與金屬鹽M(M＝Fe、Co、Ni)和鉬酸銨或鎢酸銨均勻混合，然后通過管式爐下，惰性氣氛煅燒，最終形成多金屬碳化物；該制備方法操作簡單、成本低、重復性好，具有普適性，可以制備一系列多金屬碳化物，主要包括雙金屬碳化物Co₃Mo₃C、Ni₃Mo₃C、Fe₃Mo₃C、Co₆W₆C、Ni₆W₆C和Fe₆W₆C以及三金屬碳化物三金屬碳化物Co_xFe_3?xMo₃C、Co_xNi_3?xMo₃C、Ni_xFe_3?xMo₃C、Co_xFe_6?xW₆C、Ni_xFe_6?xW₆C和Co_xNi_6?xW₆C，并且得到的多金屬碳化物具有優異的電催化析氫性能。

技術領域

本發明屬于材料制備技術及應用領域，具體涉及一種以碳納米管為原料合成多金屬碳化物的制備方法。

背景技術

過渡金屬碳化物由于其獨特的理化性質：如強導電性，化學穩定性、高熔點而受到人們的廣泛關注。尤其是在能源方面，如鋰離子電池、超級電容器、電催化水裂解等方面，金屬碳化物都具有優異的催化性能。相比與單金屬碳化物，雙金屬碳化物由于其本身含有金屬-金屬鍵，可增強材料的導電性。同時，金屬之間的協同效應更有利于調控催化劑本身的電子結構，提高材料的催化活性。

傳統的雙金屬碳化物合成方法有電弧熔化法。采用此方法需要較高的溫度，對設備要求苛刻，消耗能量高。另一種方法是程序升溫還原法，采用該方法需要通入含碳的有機氣體作為碳源，采用此方法合成的雙金屬碳化物常常含有雜項，并且實驗重復性較差。近年來，Zou等人于Nanoscale,2015,7,3130-3136以雙氰胺為原料制備了碳包覆的鈷鎢雙金屬碳化物，該材料可作為高效的析氫催化劑。Ma等人于J.Am.Chem.Soc.,2012,134,1954-1957報道了以離子交換樹脂為前驅體制備了雙金屬碳化物Co₆Mo₆C₂。這些方法只適用于單一的雙金屬碳化物的制備，不具有普適性。

發明內容