[发明专利]一种纳米多孔氮钽单晶材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种多孔氮钽单晶材料及其制备方法，多孔氮钽单晶材料具有大尺寸，目前还没有报道制备大尺寸的纳米多孔Ta₅N₆单晶的方法。所述多孔氮钽单晶材料中含有10nm～1000nm的孔。本发明的纳米多孔Ta₅N₆单晶可以作为新型的电催化电极材料、精确电阻材料和超导量子干涉仪的约瑟夫森结。

技术领域

本发明属于纳米多孔单晶制备领域，具体涉及一种纳米多孔Ta₅N₆单晶的制备方法。

背景技术

随着具有催化性能的电极材料在清洁能源领域的应用和发展，清洁能源正在越来越多的改变人类的生产和生活。随着人们对环境保护意识越来越高，清洁能源的需求越来越大，但是传统的贵金属催化电极材料由于成本高、资源稀缺等原因极大的限制了清洁能源的广泛应用。以氮化物、碳化物等为代表的新型电催化电极材料具有类似于铂的电子结构，因而具有与铂、钯等贵金属类似的性能，例如其具有类似于铂的良好的导电性和优良的催化性能。

钽的氮化物是众多过渡族金属氮化物中的一种，有TaN、Ta₂N、Ta₃N₄、Ta₃N₅、Ta₅N₆等多种氮化态，钽的氮化物大多是金属钽通过氨气的氮化制备，所制备的材料为无孔的多晶材料，不利于催化剂性能的表征及催化活性位点数量的提高，作为电极材料性能较差。另外，Ta金属的氮化过程中容易生成多相氮化物，不利于纯相产物的制备，也影响电极材料的性能。钽的氮化物有望成为取代铂的潜在新材料，成为新一代非铂催化剂，作为耐腐蚀、高强度的电阻材料也有广泛的用途，另外氮化钽在低温下具有超导性质，可用于制造超导量子干涉仪的核心部件。

但是目前还没有报道制备大尺寸的纳米多孔Ta₅N₆单晶的方法。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种多孔氮钽单晶材料，多孔氮钽单晶材料具有大尺寸，目前还没有报道制备大尺寸的纳米多孔Ta₅N₆单晶的方法。

所述多孔氮钽单晶材料，其特征在于，所述多孔氮钽单晶材料中含有10nm～1000nm的孔。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料中含有10nm～500nm的孔。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料中含有10nm～300nm的孔。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料中含有10nm～200nm的孔。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料中含有10nm～100nm的孔。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料包括多孔TaN单晶、多孔Ta₂N单晶、多孔Ta₃N₄单晶、多孔Ta₃N₅单晶、多孔Ta₅N₆单晶中的至少一种。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料为多孔TaN单晶材料。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料为多孔Ta₂N孔单晶材料。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料为多孔Ta₃N₄单晶材料。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料为多孔Ta₃N₅单晶材料。

可选地，所述多孔氮钽单晶材料为多孔Ta₅N₆单晶材料。