[发明专利]一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法

权利要求书

1.一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）粗糙化三聚氰胺海绵的制备：将三聚氰胺海绵剪成立方体，用去离子水在磁力搅拌器中清洗，将清洗过的海绵置于碱液中加热粗糙化，再用去离子水清洗2～3次后干燥，得到粗糙化的三聚氰胺海绵；

2）三聚氰胺海绵包覆的镍铁双金属类普鲁士蓝前躯体的制备：将醋酸镍和柠檬酸三钠溶解在去离子水中，记为溶液 A；将步骤1）中制备的粗糙化三聚氰胺海绵放入溶液A中，超声处理；将铁氰化钾溶于去离子水中，搅拌至澄清，记为溶液 B；将溶液B缓慢加入至含有三聚氰胺海绵的溶液A中，搅拌10～20分钟后，置于室温下老化沉淀，老化沉淀后离心、洗涤、烘箱干燥，得到三聚氰胺海绵包覆的镍铁双金属类普鲁士蓝立方体前躯体，命名为MS@PBACube，其中PBA Cube指立方体的镍铁双金属类普鲁士蓝前躯体；

3）立方体的PBA刻蚀成笼状PBA：将步骤2）得到的MS@PBA Cube添加到由氨水、乙醇和去离子水组成的混合溶剂中，反应5～10分钟后，用去离子水清洗离心，清洗后干燥，得到产物三聚氰胺海绵包覆的镍铁双金属类普鲁士蓝笼状前躯体，记为MS@PBA Cage；

4）烧结：将步骤3）中制备的MS@PBA Cage和次磷酸钠放入瓷舟中，次磷酸钠放置在管式炉上游一侧，样品在氩气氛下升温，升温至350～400℃退火3～5小时，随炉冷却至室温，三聚氰胺海绵包覆的镍铁双金属类普鲁士蓝笼状前躯体分解得到笼状镍铁双金属磷化物负载多孔碳材料。

2.根据权利要求1所述的一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中三聚氰胺海绵剪成 2 × 2 × 2 cm³的立方体，在磁力搅拌器中清洗时间为15～45分钟，所述碱液为3.0～5.0 mol/L的氢氧化钠溶液，所述加热粗糙化的温度为50～70℃，时间为30～45分钟，所述干燥的温度为60～80°C。

3.根据权利要求1所述的一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述醋酸镍、柠檬酸三钠以及铁氰化钾的摩尔比为1:1.0～1.5:0.5。

4.根据权利要求1所述的一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述超声处理的时间为30～45分钟，所述老化沉淀的时间为12～36小时，所述离心时离心机转速为8000～10000 r/min ，所述洗涤为用去离子水洗涤两到三次，所述烘箱干燥的温度为60～80 ℃，烘箱干燥的时间为10～14小时。

5.根据权利要求1所述的一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述氨水的浓度为25% ~ 28%，所述氨水、乙醇以及去离子水的体积比为1.0:2.0:3.0～4.0。

6.根据权利要求1所述的一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述干燥为在60～90℃烘箱中干燥，干燥时间为3～6小时。

7.根据权利要求1所述的一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤4）中所述MS@PBA Cage和次磷酸钠的质量比1：5～8。

8.根据权利要求1所述的一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤4）中所述升温的速率为3～5°C/min。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所制得的笼状镍铁双金属磷化物负载氮掺杂多孔碳形成复合材料,其结构通式可表示为C/N@NiFeP Cage。