本发明属于电催化，具体涉及一种过渡金属氮化物复合碳载体及其制备方法。
背景技术：
1、随着全球工业化城市发展对不可再生能源的需求日益扩大，能源消耗伴随着环境恶化的问题愈发突出，因此，开发可再生能源以及清洁能源尤为重要。燃料电池具有高功率密度、绿色清洁、动力响应快等特点，被誉为解决能源问题的终极方案。催化剂作为燃料电池核心技术，在成本以及功能上承担着重要作用，目前商业催化剂采用碳载体负载贵金属的方式，从而达到降低成本并且提高贵金属利用率的目的。因此碳载体作为催化剂的基础，对催化活性以及稳定性起着决定性作用。
2、目前，商用的碳载体主要元素由碳构成，而在实际应用中碳在高电位下容易发生腐蚀，并且碳与铂对部分基团的吸附能力不同，基团分布不均匀导致催化剂性能较差。
技术实现思路
1、本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种过渡金属氮化物复合碳载体及其制备方法。本发明通过简单廉价的方式改善商业化的碳材料，经过改善后的复合碳材料，不仅能够促进氧气的吸附和解离，提高催化活性；同时能够改善碳材料对部分基团的吸附能力，达到催化剂浆料内部基团均匀分布的效果。
2、为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
3、第一方面，本发明实施例提供了一种过渡金属氮化物复合碳载体的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）取适量的去离子水加入一定量的过渡金属化合物，搅拌充分溶解后加入碳材料，超声至碳材料均匀分散，加入适量的含氮添加剂，搅拌8-48h使其充分反应，采用旋蒸机将反应溶液固液分离，得到黑色粉末；
5、（2）将步骤（1）中的黑色粉末在600-1000℃氨气气氛下热处理1-5h，后将黑色粉末置于50-80℃的酸溶液中酸洗1-8h，最终将溶液充分离心洗涤，放置于50-80℃烘箱内至完全干燥。
6、进一步地，步骤（1）中所述碳材料采用xc-72、bp2000、科琴黑、碳纳米管、石墨烯及乙炔黑中的一种或几种；
7、所述碳材料与水的质量比为1:50-500。
8、进一步地，步骤（1）中所述过渡金属化合物包括硝酸锰、氯化锰、乙酰丙酮锰、醋酸锰、羟高铁血红素、硝酸铁、氯化铁、醋酸铁、硝酸镍、氯化镍、醋酸镍、硝酸锌及氯化锌中的一种或几种。
9、进一步地，步骤（1）中所述含氮添加剂包括1,10-菲啰啉、三羟甲基氨基甲烷、吡咯、吡啶、l-色氨酸、三聚氰胺、尿素及多巴胺中的一种或多种混合；
10、所述含氮添加剂与过渡金属化合物中金属离子的摩尔比为4-20:1。
11、进一步地，步骤（2）中所述酸溶液采用硫酸、硝酸、醋酸、柠檬酸、高氯酸及盐酸中的一种或多种混合；
12、所述酸溶液的浓度为0.1-2mol/l。
13、第二方面，本发明实施例提供了一种过渡金属氮化物复合碳载体，采用第一方面所述的制备方法制备而成。
14、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
15、1、本发明过渡金属氮化物复合碳载体的制备过程简单易操作、成本低廉、能耗低，容易大规模生产。
16、2、本发明在制备过程采用旋转蒸发设备，反应过程避免了反应物分相的情况，得到的粉末有良好的结构均匀性；后续采用氨气气氛热处理，起到提供还原气氛、引入部分氮源、刻蚀碳载体三重作用。
17、3、本发明过渡金属氮化物复合碳载体的制备工艺对市面常规的各种碳材料均有良好的适配性。
18、4、本发明制备的过渡金属氮化物复合碳材料样品与常规碳材料相比，该样品具有良好的氧还原性能，碳载体增加更多的活性位点，能够进一步提高负载贵金属后的催化性能。
19、5、本发明在进行过渡金属氮化物复合碳载体制备时，引入的过渡金属氮化物与碳原子发生协同作用，改善了碳材料对基团的吸附能力，有利于催化剂浆料内部基团分散的一致性与均匀性。
20、6、本发明将碳材料骨架内复合其它杂原子，诱导相邻碳原子上的电荷密度和自旋密度重新分布，不仅能够促进氧气的吸附和解离，提高催化活性；同时能够改善碳材料对基团的吸附能力，达到均匀分布的效果。
1.一种过渡金属氮化物复合碳载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的过渡金属氮化物复合碳载体的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述碳材料采用xc-72、bp2000、科琴黑、碳纳米管、石墨烯及乙炔黑中的一种或几种；
3.根据权利要求1所述的过渡金属氮化物复合碳载体的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述过渡金属化合物包括硝酸锰、氯化锰、乙酰丙酮锰、醋酸锰、羟高铁血红素、硝酸铁、氯化铁、醋酸铁、硝酸镍、氯化镍、醋酸镍、硝酸锌及氯化锌中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的过渡金属氮化物复合碳载体的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述含氮添加剂包括1,10-菲啰啉、三羟甲基氨基甲烷、吡咯、吡啶、l-色氨酸、三聚氰胺、尿素及多巴胺中的一种或多种混合；
5.根据权利要求1所述的过渡金属氮化物复合碳载体的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述酸溶液采用硫酸、硝酸、醋酸、柠檬酸、高氯酸及盐酸中的一种或多种混合；
6.一种过渡金属氮化物复合碳载体，其特征在于，采用权利1-5任一项所述的制备方法制备而成。
