[发明专利]一种多孔高比表面积的铋纳米颗粒修饰的氮掺杂碳纳米片材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多孔高比表面积的铋纳米颗粒修饰的氮掺杂碳纳米片材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)将聚乙烯吡咯烷酮作为碳源和氮源，加入溶剂充分溶解，得到氮源溶液；

(b)向步骤(a)所得氮源溶液中加入铋盐，搅拌并用弱酸溶液调节pH值，使铋盐全部溶解，得到混合溶液；

(c)将步骤(b)所得氮源溶液置于电热鼓风干燥箱中干燥得到固体前驱物；

(d)将所得的固体前驱物研磨至细粉后放入瓷舟中，在保护气体氛围下，置于管式炉中加热焙烧，得到多孔高比表面积的铋纳米颗粒修饰的氮掺杂碳纳米片材料；

步骤(a)中所述聚乙烯吡咯烷酮和步骤(b)中所述铋盐的质量比为1：0.1-5；

步骤(d)所述管式炉在保护气体氛围下以2-8℃/min的升温速率升至煅烧温度为600-900℃，碳化1-3小时。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(a)所述聚乙烯吡咯烷酮为分子量范围K25～K30之间的聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种以上。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(a)所述溶剂为去离子水、无水乙醇、乙二醇、丙三醇和聚乙二醇中的一种或两种以上；所述氮源溶液浓度为0.01g/mL-0.1g/mL。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(b)所述铋盐为硝酸铋、乙酸铋或氯化铋；所述弱酸溶液为冰醋酸、稀硝酸或稀硫酸；所述调节pH值是调节至4.0-5.5之间。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(c)所述电热鼓风干燥箱中干燥的温度为110-130℃，干燥时间为12-14h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(d)所述保护气体为氮气和氩气中的一种或者两种，其流量为30-60mL/min。

7.一种由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到多孔高比表面积的铋纳米颗粒修饰的氮掺杂碳纳米片材料，其特征在于：所述碳纳米材料为纳米片框架结构，比表面积为400-800m²/g，孔体积为0.7-1.2cm³/g，孔径分布在1.0-5nm，氮的质量含量在4％-10％之间。

8.根据权利要求7所述的多孔高比表面积的铋纳米颗粒修饰的氮掺杂碳纳米片材料在痕量重金属离子的电化学分析检测中的应用。