CN115367726A - 一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115367726A
CN115367726A CN202110544559.0A CN202110544559A CN115367726A CN 115367726 A CN115367726 A CN 115367726A CN 202110544559 A CN202110544559 A CN 202110544559A CN 115367726 A CN115367726 A CN 115367726A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
doped
nitrogen
oxygen
carbon material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110544559.0A
Other languages
English (en)
Inventor
耿建新
孙龙华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN202110544559.0A priority Critical patent/CN115367726A/zh
Priority to PCT/CN2021/095787 priority patent/WO2021238912A1/zh
Publication of CN115367726A publication Critical patent/CN115367726A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/076—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with titanium or zirconium or hafnium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料，该多孔碳材料的结构中包含氮掺杂的多孔石墨化碳，以及氧掺杂氮化钛；其中，所述氧掺杂氮化钛杂化在所述氮掺杂的多孔石墨化碳中。在该多孔碳材料中，氧掺杂氮化钛在多孔碳中均匀分布，且该多孔碳材料具有高的比表面积。本发明还公开了该多孔碳复合材料的制备方法。

Description

一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法 和应用
技术领域
本发明涉及先进碳材料的制备领域。更具体地，涉及一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用。
背景技术
多孔碳材料由于具有比表面积大、孔隙率高、导电性高、吸附性好、化学稳定性强、机械稳定性高、来源广泛以及制备成本相对低廉等优点，被广泛地应用于吸附、储能、催化、生物传感、空气净化、生物医药等领域。但是，碳材料表面的非极性导致其在以上领域中的应用受到许多限制。
为了提高碳材料表面的极性，许多学者通过引入杂原子来对碳材料进行掺杂，N原子与C原子的尺寸相当，但电负性比C的强，因此受到广泛关注。N原子在碳结构中不同位置进行掺杂而形成多种可能的结构，进而在相邻的C原子上产生电子缺陷，从而增加了许多缺陷位点、提高了碳材料的表面活性、提高了碳材料的导电性。除了引入N原子，许多学者还采用过渡金属化合物对碳材料进行掺杂，包括过渡金属氮化物、渡金属碳化物、渡金属氧化物、过渡金属硫化物、过渡金属磷化物等。其中，氮化钛在导电性、能级结构、表面吸附性等方面的性能优异，因此引起人们的广泛关注。
合成氮化钛的方法主要有两种。一种方法是选择合适的钛源先得到二氧化钛，然后再将二氧化钛在氨气气氛下进行煅烧，得到TiN。例如：专利CN 111900371 A公开了一种用于锂硫电池正极的氮化钛/硫复合材料及其制备方法，在该制备方法中将得到的二氧化钛长纳米管阵列在氨气气氛下梯度升温至600～800℃，保温3h，即得到TiN纳米管阵列。但是氨气具有强烈的刺激性臭味，对皮肤组织具有腐蚀和刺激作用的同时，还容易引起呼吸道黏膜的损伤甚至威胁到人的生命安全。另一种方法是在氮气气氛下，利用高压点火或者微波处理的方法制备氮化钛，例如：专利CN 110921639 A公开了一种利用钨丝高压点火再进行球磨的方法，制备了纳米氮化钛粉末。但是，该方法采用了高压(10MPa)及高温(2300℃)条件，容易引发意外，危险性较高。
截止目前，报道中所提到的氮氧化钛类材料包括氮掺杂氧化钛和二氧化钛/氮化钛复合材料。例如：专利CN 108722464 A公开了一种以氮掺杂二氧化钛为载体的催化剂及其制备方法和应用，在该制备方法中采用氨水作为氮源，通过煅烧的方式对二氧化钛进行掺杂，最后得到氮掺杂二氧化钛。文献RSC Adv.,2020,10,2670将二氧化钛空心球与尿素混合后进行高温煅烧，得到了二氧化钛@TiN双功能复合材料。未有氧掺杂氮化钛的报道。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料。氧掺杂氮化钛在多孔碳材料中均匀分布、不易团聚，且该多孔碳材料比表面积大。
本发明的第二个目的在于提供一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法。该方法避免了使用NH3气体，同时实现了一锅法制备，制备方法简单、节能环保、具有可放大的潜力。
本发明的第三个目的在于提供一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的应用，该材料可用于超级电容器、燃料电池、锂离子电池、锂硫电池等多个领域。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料，该多孔碳材料的结构中包含氮掺杂的多孔石墨化碳，以及氧掺杂氮化钛；
其中，所述氧掺杂氮化钛杂化在所述氮掺杂的多孔石墨化碳中。
进一步地，所述氧掺杂氮化钛杂化在所述氮掺杂的多孔石墨化碳的孔壁上。
进一步地，按重量份计，所述多孔碳材料中，包含100份氮掺杂的多孔石墨化碳、0.1-400份氧掺杂氮化钛，其中，氮掺杂的多孔石墨化碳孔径分布在1nm-20μm之间，孔体积为0.05-2.0cm3/g，比表面积为5-1500m2/g，氮在多孔石墨化碳中的掺杂量为0.01-55atom％。
进一步地，在所述氧掺杂氮化钛中，氧以原子形式掺杂进氮化钛分子的晶格中，氧的掺杂量为0.5-20atom％。
进一步地，所述氧掺杂氮化钛粒径为1-1000nm。
进一步地，100份的氮掺杂的多孔石墨化碳中，包含0.01-55份氮。
进一步地，所述氧掺杂氮化钛均匀地分布在所述氮掺杂的多孔石墨化碳的孔壁上。
进一步地，所述多孔碳材料由包括如下重量份的原料制备得到：
碳源100份；
氮源1-1000份；
造孔剂100-2000份；
钛前驱体5-2000份；
去离子水1000-5000份。
进一步地，所述碳源选自阿拉伯糖、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、乳糖、D-乳糖、L-乳糖、甘油醛、D-甘油醛、L-甘油醛、核糖、D-核糖、L-核糖、脱氧核糖、2-脱氧-D-核糖、2-脱氧-L-核糖、木糖、D-木糖、L-木糖、来苏糖、D-来苏糖、L-来苏糖、葡萄糖、D-葡萄糖、L-葡萄糖、脱氧葡萄糖、2-脱氧-D-葡萄糖、2-脱氧-L-葡萄糖、甘露糖、D-甘露糖、L-甘露糖、果糖、D-果糖、L-果糖、苏力糖、D-苏力糖、L-苏力糖、半乳糖、D-半乳糖、L-半乳糖、D-甘露[型]庚酮糖、葡萄糖醇、D-葡萄糖醇、L-葡萄糖醇、葡萄糖酸、D-葡萄糖酸、L-葡萄糖酸、D-葡萄糖酸-内酯、葡萄糖酸钙、D-葡萄糖酸钙、L-葡萄糖酸钙、赤藓糖、D-赤藓糖、L-赤藓糖、蔗糖、D-蔗糖、L-蔗糖、麦芽糖、D-麦芽糖、L-麦芽糖、淀粉、肝糖、纤维素、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。
进一步地，所述氮源选自组织胺、1H-1,2,3-三氮唑、1,2,4-三氮唑、噻唑、吡啶、联吡啶、哒嗪、嘧嗪、吡嗪、1,2,3三嗪、1,3,5-三嗪、1,3,4-三嗪、吡唑、咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、尿素、双氰胺、三聚氰胺、硫脲、对氨基苯、均三氨基苯、精胺、嘌呤、腺嘌呤、鸟嘌呤、1-甲基鸟嘌呤、2-甲基鸟嘌呤、3-甲基鸟嘌呤、6-甲基鸟嘌呤、7-甲基鸟嘌呤、N-二甲基鸟嘌呤、N,9-二乙酰鸟嘌呤、N-乙酰鸟嘌呤、二乙酰鸟嘌呤、2,9-二乙酰鸟嘌呤、双乙酰鸟嘌呤、2-乙酰鸟嘌吟、N-2-乙酰基鸟嘌呤、硫鸟嘌呤、异鸟嘌岭、鸟腺嘌呤、次黄嘌呤、1-甲基次黄嘌呤、6-氯鸟嘌呤、盐酸鸟嘌呤、嘧啶、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-羟基胞嘧啶、3,6-二胺基-1,2,4,5-四嗪、N-硝基-3,6-二胺基-1,2,4,5-四嗪、2,4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪、N-硝基-2-胺基-4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪、四唑、5-胺基-硝基-二氢-四唑、2-甲基-5-胺基-硝基-二氢-四唑、2-乙基-5-胺基-硝基-二氢-四唑、5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、2-甲基-5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、2-乙基-5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、1,2,4-三氮唑、3-氨基-1,2,4-三氮唑、5-氨基-1,2,4-三氮唑、1,2,3-三氮唑、N-硝基-5-氨基-1,2,4-三氮唑、4,5-二氰基咪唑、2-胍啶苯并咪唑、盐酸胍、胍碳酸盐、巴比妥酸中的一种或多种。
进一步地，所述造孔剂选自碳酸钾、碳酸氢钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、硫化钾、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、氯化钙、乳酸钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、硝酸钙、磷酸钙、硫化钙、亚硫酸钙、亚硫酸氢钙、碳酸钙、碳酸氢钙、硫酸钙、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、硫化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯酸钠、硫酸钠、硫酸氢钠、高铁酸钠、氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化镁、氢氧化镁、硝酸镁、磷酸镁、硫化镁、溴化镁、碘化镁、亚硫酸镁、亚硫酸氢镁中的一种或多种。
进一步地，所述钛前驱体选自四氯化钛、四碘化钛、四溴化钛、钛酸四乙酯、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、硫酸氧钛、草酸钛钾、水合草酸钛钾、双草酸氧化钛酸钾水合物、草酸氧钛铵水合物、氟钛酸、氟钛酸铵、氟钛酸钾、二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、硝酸钛、二氧化钛、三氧化二钛、偏钛酸中的一种或多种。
为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
将碳源、氮源、造孔剂、钛前驱体溶于去离子水中，冷冻干燥；
将冷冻干燥后的样品进行煅烧，洗涤，得所述多孔碳材料。
进一步地，所述煅烧在惰性气氛下进行。示例性的惰性气氛为氩气。
进一步地，所述煅烧的温度为300-1500℃，时间为0.01-20小时。
进一步地，所述煅烧的温度为650-1300℃，时间为1-6小时。
进一步地，该制备方法中，以0.1-30℃/min的升温速率升温到煅烧温度后，再进行煅烧。
进一步地，该制备方法中，还包括洗涤后干燥的步骤。干燥的方式优选但不仅限于真空干燥。
进一步地，该制备方法中，煅烧后，得到的物质自然冷却至室温后，再进行洗涤。
为达到上述第三个目的，本发明还保护如上第一个目的所述的多孔碳材料在超级电容器、燃料电池、锂离子电池、锂硫电池中的应用。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的多孔碳材料中，氧掺杂氮化钛在氮掺杂的多孔石墨化碳中均匀分布、不易团聚，且该多孔碳材料具有高的比表面积。
本发明提供的多孔碳材料的制备，是通过一锅法制备的(即不是通过使用氨气对钛的氧化物、氢氧化物、硫化物等氮化的途径制备)，因此制备工艺简单、生产周期短、避免了使用危险气体NH3，并且利于放大生成。此外，在本发明的制备方法中，采用的氮源不仅为多孔石墨化碳的掺杂提供了杂原子氮在，还与钛的前驱体在反应生成了氧掺杂氮化钛，从而实现氧掺杂氮化钛对多孔碳的杂化。这种一锅法在本领域中尚属首次。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出实施例1制备得到的多孔碳材料的XRD谱图。
图2示出实施例1制备得到的多孔碳材料O-TiN@N-PGC、商业化TiN以及商业化二氧化钛的Ti K-edge XANES谱图。
图3示出实施例1制备得到的多孔碳材料的SEM照片。
图4示出实施例1制备得到的多孔碳材料的BET曲线。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份甘油醛、20份三聚氰胺、1500份碳酸钠、20份硫酸氧钛、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至900℃，在氩气气氛下煅烧2小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
表1示出通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C、N、Ti原子的具体含量，其中，C原子占85.41％，O原子占6.09％，N原子占6.55％，Ti原子占1.95％。
表1
元素 原子质量(％)
C 85.41
O 6.09
N 6.55
Ti 1.95
图1示出制备得到的多孔碳材料的XRD谱图，从图中可以可知，合成的物质的XRD衍射峰位置介于标准TiN与标准TiO之间，所以该物质为氧掺杂氮化钛(O-TiN)，O-TiN在多孔碳表面呈现晶体存在。图2示出O-TiN@N-PGC、商业化TiN、商业化二氧化钛的Ti K-edgeXANES谱图，O-TiN@N-PGC的Ti K-edge近边吸收介于商业化TiN以及商业化二氧化钛之间，即O-TiN@N-PGC中的Ti介于+3价与+4价之间，进一步印证了该材料中的氮化钛为氧掺杂氮化钛。图3示出制备得到的多孔碳材料的SEM照片，从图中可看出氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳形貌特征，可以看出多孔碳表面光滑，呈现出大孔套介孔的形貌，并且有O-TiN颗粒存在，O-TiN颗粒尺寸在20-500nm范围内。
图4示出制备得到的多孔碳材料的BET曲线，得出比表面积为1204.46m2/g，孔体积为1.37cm3/g。
实施例2
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-半乳糖、1份盐酸胍、500份碳酸钾、200份四氯化钛、1700份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧4小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占98.41％，O原子占0.95％，N原子占0.49％，Ti原子占0.15％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-100nm范围内，比表面积为245.56m2/g，孔体积为0.43cm3/g。
实施例3
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份淀粉、900份盐酸胍、1800份氯化钾、400份氟钛酸铵、5000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/min的升温速率将温度升高至1200℃，在氩气气氛下煅烧0.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占45.39％，O原子占15.66％，N原子占34.72％，Ti原子占4.23％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在100-1000nm范围内，比表面积为300.57m2/g，孔体积为0.97cm3/g。
实施例4
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份苏力糖、1份咪唑、100份磷酸二氢钾、5份二氧化钛、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以1℃/min的升温速率将温度升高至300℃，在氩气气氛下煅烧20小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占98.88％，O原子占0.87％，N原子占0.02％，Ti占0.23％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-50nm范围内，比表面积为5.57m2/g，孔体积为0.37cm3/g。
实施例5
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份赤癣糖、10份三氮唑、200份氯化钾、500份氟钛酸、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/min的升温速率将温度升高至650℃，在氩气气氛下煅烧10小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占98.27％，O原子占0.98％，N原子占0.12％，Ti占0.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-100nm范围内，比表面积为90.57m2/g，孔体积为0.47cm3/g。
实施例6
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-木糖、100份2-甲基咪唑、300份亚硫酸钾、300份钛酸异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占95.67％，O原子占2.13％，N原子占1.56％，Ti占0.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在10-200nm范围内，比表面积为97.85m2/g，孔体积为0.73cm3/g。
实施例7
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份半乳糖、500份尿素、1000份氯化钠、700份钛酸四丁酯、3000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占51.53％，O原子占18.93％，N原子占16％，Ti原子占13.54％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在10-200nm范围内，比表面积为89.45m2/g，孔体积为0.05cm3/g。
实施例8
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份果糖、1000份嘌呤、2000份硫酸钠、2000份氟钛酸钾、5000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/min的升温速率将温度升高至1500℃，在氩气气氛下煅烧0.01小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占18.06％，O原子占2.47％，N原子占55.69％，Ti占23.78％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为1500.31m2/g，孔体积为2.00cm3/g。
实施例9
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-乳糖、350份N-二甲基鸟嘌呤、1200份硫酸钠、3500份草酸钛钾、4600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至1300℃，在氩气气氛下煅烧0.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占81.55％，O原子占7.33％，N原子占5.49％，Ti占5.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为1054.67m2/g，孔体积为1.03cm3/g。
实施例10
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份纤维素、50份硫脲、200份硫酸钠、500份水合草酸钛钾、900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧6.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占94.33％，O原子占1.95％，N原子占2.09％，Ti占1.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为100.57m2/g，孔体积为0.35cm3/g。
实施例11
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份脱氧核糖、600份1,3,4,-三嗪、1600份碘化钠、330份氟钛酸钾、1600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占38.49％，O原子占20.69％，N原子占34.49％，Ti占6.33％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为454.67m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例12
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-苏力糖、1000份1,2,3-三氮唑，300份磷酸二氢钠、35份三氧化二钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/分钟的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占44.07％，O原子占0.81％，N原子占54.09％，TIN占1.03％。
得到的TIN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为167.09m2/g，孔体积为0.21cm3/g。
实施例13
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份2-脱氧-D-核糖、500份1,3,5-三嗪，1500溴化钠、420份硝酸钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/分钟的升温速率将温度升高至1000℃，在氩气气氛下煅烧12小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占58.36％，O原子占3.77％，N原子占32.44％，TIN占5.43％。
得到的TIN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为167.09m2/g，孔体积为0.21cm3/g。
实施例14
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-核糖、50份1,2,3-三嗪、200份氟化钠、410份二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧11小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占47.54％，O原子占17.74％，N原子占28.09％，Ti占6.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为458.57m2/g，孔体积为0.75cm3/g。
实施例15
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-核糖、340份吡嗪、1200份高铁酸钠、410份双草酸氧化钛酸钾水合物、1250份去离子水
混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧10小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占53.31％，O原子占22.67％，N原子占20.46％，Ti占3.56％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-120nm范围内，比表面积为358.57m2/g，孔体积为0.77cm3/g。
实施例16
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份阿拉伯糖、900份4-甲基咪唑、900份硫化钠、95份草酸氧钛水合物、1350份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/min的升温速率将温度升高至1300℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占40.97％，O原子占10.78％，N原子占46.02％，Ti原子占2.23％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-150nm范围内，比表面积为280.57m2/g，孔体积为0.67cm3/g。
实施例17
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-阿拉伯糖、1000份联吡啶、2000份亚硫酸钠、105份四溴化钛、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至750℃，在氩气气氛下煅烧0.01小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占32.62％，O原子占9.63％，N原子占54.12％，Ti原子占3.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为290.57m2/g，孔体积为0.57cm3/g。
实施例18
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-阿拉伯糖、100份哒嗪、1300份氯化钾、205份钛酸异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至600℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占67.02％，O原子占10.78％，N原子占21.56％，Ti原子占0.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-100nm范围内，比表面积为367.85m2/g，孔体积为0.73cm3/g。
实施例19
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份麦芽糖、1000份吡唑、1000份碳酸钠、105份钛酸四丁酯、1400份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧13小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占64.23％，O原子占11.89％，N原子占20.54％，Ti原子占3.34％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-200nm范围内，比表面积为389.45m2/g，孔体积为0.75cm3/g。
实施例20
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-麦芽糖、100份1-甲基鸟嘌呤、1100份硫酸钠、205份四碘化钛、1600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/min的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占57.09％，O原子占15.44％，N原子占22.69％，Ti原子占4.78％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为375.31m2/g，孔体积为0.66cm3/g。
实施例21
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-麦芽糖、200份腺嘌呤、1200份硫酸氢钠、305份氟钛酸、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧8.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占59.32％，O原子占10.56％，N原子占25.49％，Ti原子占4.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为354.67m2/g，孔体积为0.73cm3/g。
实施例22
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份蔗糖、300份4,5-二氰基咪唑、1300份硝酸钠、400份草酸氧钛铵水合物、1100份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至1000℃，在氩气气氛下煅烧6.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占60.95％，O原子占11.33％，N原子占22.09％，Ti原子占5.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-150nm范围内，比表面积为400.57m2/g，孔体积为0.85cm3/g。
实施例23
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-蔗糖、400份噻唑、1400份磷酸钠、410份硫酸氧钛、1500份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至550℃，在氩气气氛下煅烧13小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占60.07％，O原子占10.11％，N原子占24.49％，Ti原子占5.33％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在4-110nm范围内，比表面积为424.67m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例24
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-蔗糖、500份对氨基苯，1500份氯酸钠、420份二氧化钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/分钟的升温速率将温度升高至450℃，在氩气气氛下煅烧15小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占60.13％，O原子占6.75％，N原子占28.09％，TIN占5.03％。
得到的TIN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为467.09m2/g，孔体积为0.81cm3/g。
实施例25
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份甘露糖、600份胞嘧啶，1600氯化钾、430份硝酸钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/分钟的升温速率将温度升高至600℃，在氩气气氛下煅烧12小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占52.57％，O原子占7.64％，N原子占34.44％，TIN占5.35％。
得到的TIN颗粒尺寸在2-130nm范围内，比表面积为524.89m2/g，孔体积为0.89cm3/g。
实施例26
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-甘露糖、700份尿嘧啶、1700份氟化钾、440份二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧1小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占50.49％，O原子占5.53％，N原子占38.34％，Ti原子占5.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为618.57m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例27
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-甘露糖、800份胸腺嘧啶、1800份氯化钙、450份双草酸氧化钛酸钾水合物、1250份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/min的升温速率将温度升高至400℃，在氩气气氛下煅烧20小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占52.41％，O原子占1.57％，N原子占40.46％，Ti原子占5.56％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-120nm范围内，比表面积为658.57m2/g，孔体积为0.97cm3/g。
实施例28
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-甘油醛、900份巴比妥酸、1900份碳酸氢钙、460份钛酸异丙酯、1400份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占50.56％，O原子占2.24％，N原子占41.56％，Ti原子占5.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-100nm范围内，比表面积为667.85m2/g，孔体积为0.93cm3/g。
实施例29
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份木糖、1000份1-甲基鸟嘌呤、1900份磷酸氢钾、470份钛酸四丁酯、1400份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧13小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占74.47％，O原子占1.65％，N原子占20.54％，Ti原子占3.34％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-200nm范围内，比表面积为689.45m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例30
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-乳糖、1000份2-甲基鸟嘌呤、2000份硫酸钾、2000份四碘化钛、4600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧13小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占40.54％，O原子占1.99％，N原子占42.69％，Ti原子占14.78％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为775.31m2/g，孔体积为0.96cm3/g。
实施例31
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-木糖、250份3-甲基鸟嘌呤、1200份碳酸氢钾、305份草酸钛钾、2000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧8.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占66.67％，O原子占2.73％，N原子占26.49％，Ti原子占4.11％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为754.67m2/g，孔体积为0.73cm3/g。
实施例32
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份葡萄糖醇、300份6-甲基鸟嘌呤、1300份硝酸钾、400份氟钛酸钾、1100份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至1000℃，在氩气气氛下煅烧6.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占70.36％，O原子占1.92％，N原子占22.09％，Ti原子占5.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-150nm范围内，比表面积为400.57m2/g，孔体积为0.85cm3/g。
实施例33
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-葡萄糖醇、400份7-甲基鸟嘌呤、1400份磷酸钾、410份硫酸氧钛、1500份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至550℃，在氩气气氛下煅烧13小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占64.56％，O原子占5.53％，N原子占24.49％，Ti原子占5.33％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在4-110nm范围内，比表面积为424.67m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例34
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-葡萄糖醇、500份异鸟嘌呤，1500份磷酸钾、420份二氧化钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/分钟的升温速率将温度升高至450℃，在氩气气氛下煅烧15小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占60.13％，O原子占5.94％，N原子占28.09％，TIN占5.03％。
得到的TIN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为467.09m2/g，孔体积为0.81cm3/g。
实施例35
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份葡萄糖酸、650份鸟腺嘌呤，1600硫化钾、430份硝酸钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/分钟的升温速率将温度升高至600℃，在氩气气氛下煅烧12小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占50.69％，O原子占9.52％，N原子占34.44％，TIN占5.35％。
得到的TIN颗粒尺寸在2-130nm范围内，比表面积为524.89m2/g，孔体积为0.89cm3/g。
实施例36
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-葡萄糖酸、750份硫鸟嘌呤、1700份乳酸钙、440份二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧1小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占52.63％，O原子占3.39％，N原子占38.34％，Ti原子占5.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为618.57m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例37
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-葡萄糖酸、850份均三氨基苯、1800份氯化镁、450份双草酸氧化钛酸钾水合物、1250份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/min的升温速率将温度升高至400℃，在氩气气氛下煅烧20小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占52.12％，O原子占1.83％，N原子占40.46％，Ti原子占5.56％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-120nm范围内，比表面积为658.57m2/g，孔体积为0.97cm3/g。
上述实施例2-37所得多孔碳材料经XRD和SEM分析，合成的物质的XRD衍射峰均位置介于标准TiN与标准TiO之间，所以该物质为氧掺杂氮化钛(O-TiN)，O-TiN在多孔碳的孔壁上呈现晶体存在，孔碳表面光滑，呈现出大孔套介孔的形貌；Ti K-edge XANES分析表明，所得多孔碳材料中的Ti介于+3价与+4价之间，进一步印证了该材料中的氮化钛为氧掺杂氮化钛。BET测试结果表明，所得材料具有丰富的孔结构。
实施例38
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-甘油醛、1份组织胺、500份碳酸钾、200份四氯化钛、1700份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧4小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占98.41％，O原子占0.95％，N原子占0.49％，Ti原子占0.15％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-100nm范围内，比表面积为245.56m2/g，孔体积为0.43cm3/g。
实施例39
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份核糖、900份1H-1,2,3-三氮唑、1800份葡萄糖酸钙、400份氟钛酸铵、5000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/min的升温速率将温度升高至1200℃，在氩气气氛下煅烧0.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占45.39％，O原子占15.66％，N原子占34.72％，Ti原子占4.23％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在100-1000nm范围内，比表面积为300.57m2/g，孔体积为0.97cm3/g。
实施例40
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份2-脱氧-L-核糖、1份1,2,4-三氮唑、100份硝酸钙、5份二氧化钛、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以1℃/min的升温速率将温度升高至300℃，在氩气气氛下煅烧20小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占98.88％，O原子占0.87％，N原子占0.02％，Ti占0.23％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-50nm范围内，比表面积为5.57m2/g，孔体积为0.37cm3/g。
实施例41
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份来苏糖、10份3-氨基-1,2,4-三氮唑、200份碳酸钙、500份氟钛酸、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/min的升温速率将温度升高至650℃，在氩气气氛下煅烧10小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占98.27％，O原子占0.98％，N原子占0.12％，Ti占0.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-100nm范围内，比表面积为90.57m2/g，孔体积为0.47cm3/g。
实施例42
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-来苏糖、100份5-氨基-1,2,4-三氮唑、300份亚硫酸氢钙、300份钛酸异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占95.67％，O原子占2.13％，N原子占1.56％，Ti占0.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在10-200nm范围内，比表面积为97.85m2/g，孔体积为0.73cm3/g。
实施例43
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-来苏糖、500份N-硝基-5-氨基-1,2,4-三氮唑、1000份亚硫酸氢钾、700份钛酸四丁酯、3000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占51.53％，O原子占18.93％，N原子占16％，Ti原子占13.54％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在10-200nm范围内，比表面积为89.45m2/g，孔体积为0.05cm3/g。
实施例44
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份葡糖糖、1000份吡啶、2000份硫酸钙、1000份氟钛酸钾、5000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/min的升温速率将温度升高至1500℃，在氩气气氛下煅烧0.01小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占18.06％，O原子占2.47％，N原子占55.69％，Ti占23.78％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为1475.31m2/g，孔体积为2.00cm3/g。
实施例45
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-葡萄糖、350份嘧嗪、1200份亚硫酸氢镁、3500份草酸氧钛铵水合物、4600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至1300℃，在氩气气氛下煅烧0.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占81.55％，O原子占7.33％，N原子占5.49％，Ti占5.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为1054.67m2/g，孔体积为1.03cm3/g。
实施例46
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-葡萄糖、50份1,2,3-三嗪、200份亚硫酸镁、500份偏钛酸、900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧6.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占94.33％，O原子占1.95％，N原子占2.09％，Ti占1.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为100.57m2/g，孔体积为0.35cm3/g。
实施例47
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份2-脱氧-D-葡萄糖、600份N-硝基-2-氨基-4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪、1600份碘化钠、330份氟钛酸钾、1600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占38.49％，O原子占20.69％，N原子占34.49％，Ti占6.33％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为454.67m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例48
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份2-脱氧-L-葡萄糖、1000份1,2,3-三嗪，300份磷酸二氢钠、35份三氧化二钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/分钟的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占44.07％，O原子占0.81％，N原子占54.09％，TIN占1.03％。
得到的TIN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为167.09m2/g，孔体积为0.21cm3/g。
实施例49
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-葡萄糖酸-内酯、500份双氰胺，1500溴化钠、420份硝酸钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/分钟的升温速率将温度升高至1000℃，在氩气气氛下煅烧12小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占58.36％，O原子占3.77％，N原子占32.44％，TIN占5.43％。
得到的TIN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为167.09m2/g，孔体积为0.21cm3/g。
实施例50
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-葡萄糖酸钙、50份精胺、200份氟化钠、410份二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧11小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占47.54％，O原子占17.74％，N原子占28.09％，Ti占6.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为458.57m2/g，孔体积为0.75cm3/g。
实施例51
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-葡萄糖酸钙、340份2-胍啶苯并咪唑、1200份高铁酸钠、410份双草酸氧化钛酸钾水合物、1250份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧10小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占53.31％，O原子占22.67％，N原子占20.46％，Ti占3.56％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-120nm范围内，比表面积为358.57m2/g，孔体积为0.77cm3/g。
实施例52
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-果糖、100份N,9-二乙酰鸟嘌呤、300份亚硫酸钙、300份钛酸异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占95.67％，O原子占2.13％，N原子占1.56％，Ti占0.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在10-200nm范围内，比表面积为97.85m2/g，孔体积为0.73cm3/g。
实施例53
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-果糖、500份N-乙酰鸟嘌呤、1000份氯化钠、700份钛酸四乙酯、3000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占51.53％，O原子占18.93％，N原子占16％，Ti原子占13.54％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在10-200nm范围内，比表面积为89.45m2/g，孔体积为0.05cm3/g。
实施例54
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-苏力糖、1000份二乙酰鸟嘌呤、2000份碘化镁、1500份氟钛酸钾、5000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/min的升温速率将温度升高至1500℃，在氩气气氛下煅烧0.01小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占18.06％，O原子占2.47％，N原子占55.69％，Ti占23.78％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为1475.31m2/g，孔体积为2.00cm3/g。
实施例55
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-半乳糖、350份2,9-二乙酰鸟嘌呤、1200份溴化镁、3500份偏钛酸、4600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至1300℃，在氩气气氛下煅烧0.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占81.55％，O原子占7.33％，N原子占5.49％，Ti占5.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为1054.67m2/g，孔体积为1.03cm3/g。
实施例56
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-半乳糖、50份双乙酰鸟嘌呤、200份硫化镁、500份草酸钛钾、900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧6.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占94.33％，O原子占1.95％，N原子占2.09％，Ti占1.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为100.57m2/g，孔体积为0.35cm3/g。
实施例57
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-甘露[型]庚酮糖、600份2-乙酰鸟嘌呤、1600份碘化钠、330份氟钛酸钾、1600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占38.49％，O原子占20.69％，N原子占34.49％，Ti占6.33％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为454.67m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例58
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份赤藓糖、1000份N-2-乙酰基鸟嘌呤，300份磷酸二氢钠、35份三氧化二钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/分钟的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占44.07％，O原子占0.81％，N原子占54.09％，TIN占1.03％。
得到的TIN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为167.09m2/g，孔体积为0.21cm3/g。
实施例59
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-赤藓糖、500份次黄嘌呤，1500溴化钠、420份硝酸钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/分钟的升温速率将温度升高至1000℃，在氩气气氛下煅烧12小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占58.36％，O原子占3.77％，N原子占32.44％，TIN占5.43％。
得到的TIN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为167.09m2/g，孔体积为0.21cm3/g。
实施例60
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份肝糖、50份1-甲基次黄嘌呤、200份氟化钠、410份二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧11小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占47.54％，O原子占17.74％，N原子占28.09％，Ti占6.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为458.57m2/g，孔体积为0.75cm3/g。
实施例61
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份聚乙烯吡咯烷酮、340份6-氯鸟嘌呤、1200份高铁酸钠、410份双草酸氧化钛酸钾水合物、1250份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧10小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占53.31％，O原子占22.67％，N原子占20.46％，Ti占3.56％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-120nm范围内，比表面积为358.57m2/g，孔体积为0.77cm3/g。
实施例62
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-木糖、100份盐酸鸟嘌呤、300份硫化钙、300份钛酸异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占95.67％，O原子占2.13％，N原子占1.56％，Ti占0.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在10-200nm范围内，比表面积为97.85m2/g，孔体积为0.73cm3/g。
实施例63
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份半乳糖、500份嘧啶、1000份柠檬酸钙、700份钛酸四丁酯、3000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占51.53％，O原子占18.93％，N原子占16％，Ti原子占13.54％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在10-200nm范围内，比表面积为89.45m2/g，孔体积为0.05cm3/g。
实施例64
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份果糖、1000份5-甲基胞嘧啶、2000份磷酸镁、1700份氟钛酸钾、5000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/min的升温速率将温度升高至1500℃，在氩气气氛下煅烧0.01小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占18.06％，O原子占2.47％，N原子占55.69％，Ti占23.78％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为1475.31m2/g，孔体积为2.00cm3/g。
实施例65
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-乳糖、350份5-羟基胞嘧啶、1200份硝酸镁、3500份草酸钛钾、4600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至1300℃，在氩气气氛下煅烧0.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占81.55％，O原子占7.33％，N原子占5.49％，Ti占5.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为1054.67m2/g，孔体积为1.03cm3/g。
实施例66
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份纤维素、50份3,6-二胺基-1,2.4,5-四嗪、200份氢氧化镁、500份水合草酸钛钾、900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧6.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占94.33％，O原子占1.95％，N原子占2.09％，Ti占1.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为100.57m2/g，孔体积为0.35cm3/g。
实施例67
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份脱氧核糖、600份N-硝基-3,6-二胺基-1,2,4,5-四嗪、1600份碘化钠、330份氟钛酸钾、1600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以10℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占38.49％，O原子占20.69％，N原子占34.49％，Ti占6.33％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为454.67m2/g，孔体积为0.95cm3/g。
实施例68
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-苏力糖、1000份2,4.6-三叠氮基-1,3.5-三嗪，300份磷酸二氢钠、35份三氧化二钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/分钟的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占44.07％，O原子占0.81％，N原子占54.09％，TIN占1.03％。
得到的TIN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为167.09m2/g，孔体积为0.21cm3/g。
实施例69
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份2-脱氧-D-核糖、500份N-硝基-2-胺基-4.6-三叠氮基-1,3,5-三嗪，1500溴化钠、420份硝酸钛，1500份水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/分钟的升温速率将温度升高至1000℃，在氩气气氛下煅烧12小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C，N、V的具体含量分别为，C原子占58.36％，O原子占3.77％，N原子占32.44％，TIN占5.43％。
得到的TIN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为167.09m2/g，孔体积为0.21cm3/g。
实施例70
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-核糖、50份四唑、200份氟化钠、410份二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/min的升温速率将温度升高至1100℃，在氩气气氛下煅烧11小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占47.54％，O原子占17.74％，N原子占28.09％，Ti占6.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-150nm范围内，比表面积为458.57m2/g，孔体积为0.75cm3/g。
实施例71
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-核糖、340份5-胺基-硝基-二氢-四唑、1200份高铁酸钠、410份双草酸氧化钛酸钾水合物、1250份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至700℃，在氩气气氛下煅烧10小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占53.31％，O原子占22.67％，N原子占20.46％，Ti占3.56％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-120nm范围内，比表面积为358.57m2/g，孔体积为0.77cm3/g。
实施例72
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份阿拉伯糖、900份2-甲基-5-胺基-硝基-二氢-四唑、900份硫化钠、95份草酸氧钛水合物、1350份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以30℃/min的升温速率将温度升高至1300℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占40.97％，O原子占10.78％，N原子占46.02％，Ti原子占2.23％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-150nm范围内，比表面积为280.57m2/g，孔体积为0.67cm3/g。
实施例73
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-阿拉伯糖、1000份2-乙基-5-胺基-硝基-二氢-四唑、2000份亚硫酸氢钠、105份四溴化钛、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至750℃，在氩气气氛下煅烧0.01小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占32.62％，O原子占9.63％，N原子占54.12％，Ti原子占3.63％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在4-120nm范围内，比表面积为290.57m2/g，孔体积为0.57cm3/g。
实施例74
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-阿拉伯糖、100份5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、1300份磷酸钙、205份钛酸异丙酯、1900份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至600℃，在氩气气氛下煅烧7小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占67.02％，O原子占10.78％，N原子占21.56％，Ti原子占0.64％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在3-100nm范围内，比表面积为367.85m2/g，孔体积为0.73cm3/g。
实施例75
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份麦芽糖、1000份2-甲基-5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、1000份碳酸氢钠、105份钛酸四乙酯、1400份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以25℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧13小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占64.23％，O原子占11.89％，N原子占20.54％，Ti原子占3.34％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在1-200nm范围内，比表面积为389.45m2/g，孔体积为0.75cm3/g。
实施例76
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份D-麦芽糖、100份胍碳酸盐、1100份磷酸氢钠、205份四碘化钛、1600份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以20℃/min的升温速率将温度升高至800℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占57.09％，O原子占15.44％，N原子占22.69％，Ti原子占4.78％。
得到的O-TiN颗粒尺寸在2-120nm范围内，比表面积为375.31m2/g，孔体积为0.66cm3/g。
对比例1
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份葡萄糖酸钙、1250份氯化镁、305份氟钛酸铵、1200份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以5℃/min的升温速率将温度升高至950℃，在氩气气氛下煅烧6小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占97.95％，O原子占2.05％，N原子占0％，Ti原子占0％。
对比例2
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份乳糖、250份乳酸钙、300份硫酸氧钛、1300份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至1050℃，在氩气气氛下煅烧4.5小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占95.33％，O原子占4.67％，N原子占0％，Ti原子占0％。
对比例3
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-赤藓糖、1050份硫化钾、3000份二氧化钛、5000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至1500℃，在氩气气氛下煅烧0.01小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占97.55％，O原子占2.45％，N原子占0％，Ti原子占0％。
对比例4
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份脱氧葡萄糖、2000份溴化钠、5份草酸钛钾、1700份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以0.1℃/min的升温速率将温度升高至300℃，在氩气气氛下煅烧20小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占98.49％，O原子占1.51％，N原子占0％，Ti原子占0％。
对比例5
一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将100份L-半乳糖、120份碳酸钾、35份四氯化钛、1000份去离子水混合均匀，进行冷冻干燥；
(2)将冷冻干燥后的样品放在管式炉内，以15℃/min的升温速率将温度升高至1000℃，在氩气气氛下煅烧3小时；
(3)将得到的样品放入去离子水中洗涤24小时，进行抽滤，真空干燥得到氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料。
通过物质组成分析，得到的氧掺杂氮化钛杂化、氮掺杂的多孔碳材料中C原子占95.61％，O原子占4.39％，N原子占0％，Ti原子占0％。
通过对对比实施例中所得样品的表征，没有发现TiN颗粒存在。通过XRD表征，所得Ti化合物的颗粒为Ti的氧化物。物质组成分析表面，与实施例中所得样品相比，N元素含量很低，是由样品吸附空气中的N2气引起的。上述对比例的结果，说明了N源对在氮掺杂多孔碳中合成O-TiN是必不可少的。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料，其特征在于，该多孔碳材料的结构中包含氮掺杂的多孔石墨化碳，以及氧掺杂氮化钛；
其中，所述氧掺杂氮化钛杂化在所述氮掺杂的多孔石墨化碳中。
2.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，按重量份计，所述多孔碳材料中，包含100份氮掺杂的多孔石墨化碳、0.1-400份氧掺杂氮化钛；其中，氮掺杂的多孔石墨化碳孔径分布在1nm-20μm之间，孔体积为0.05-2.0cm3/g，比表面积为5-1500m2/g，氮在多孔石墨化碳中的掺杂量为0.01-55atom％。
3.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，在所述氧掺杂氮化钛中，氧以原子形式掺杂进氮化钛分子的晶格中，氧的掺杂量为0.5-20atom％；且所述氧掺杂氮化钛粒径在1-1000nm范围内。
4.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料由包括如下重量份的原料制备得到：
碳源100份；
氮源1-1000份；
造孔剂100-2000份；
钛前驱体5-2000份；
去离子水1000-5000份。
5.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，所述碳源选自阿拉伯糖、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、乳糖、D-乳糖、L-乳糖、甘油醛、D-甘油醛、L-甘油醛、核糖、D-核糖、L-核糖、脱氧核糖、2-脱氧-D-核糖、2-脱氧-L-核糖、木糖、D-木糖、L-木糖、来苏糖、D-来苏糖、L-来苏糖、葡萄糖、D-葡萄糖、L-葡萄糖、脱氧葡萄糖、2-脱氧-D-葡萄糖、2-脱氧-L-葡萄糖、甘露糖、D-甘露糖、L-甘露糖、果糖、D-果糖、L-果糖、苏力糖、D-苏力糖、L-苏力糖、半乳糖、D-半乳糖、L-半乳糖、D-甘露[型]庚酮糖、葡萄糖醇、D-葡萄糖醇、L-葡萄糖醇、葡萄糖酸、D-葡萄糖酸、L-葡萄糖酸、D-葡萄糖酸-内酯、葡萄糖酸钙、D-葡萄糖酸钙、L-葡萄糖酸钙、赤藓糖、D-赤藓糖、L-赤藓糖、蔗糖、D-蔗糖、L-蔗糖、麦芽糖、D-麦芽糖、L-麦芽糖、淀粉、肝糖、纤维素、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；
优选地，所述氮源选自组织胺、1H-1,2,3-三氮唑、1,2,4-三氮唑、噻唑、吡啶、联吡啶、哒嗪、嘧嗪、吡嗪、1,2,3三嗪、1,3,5-三嗪、1,3,4-三嗪、吡唑、咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、尿素、双氰胺、三聚氰胺、硫脲、对氨基苯、均三氨基苯、精胺、嘌呤、腺嘌呤、鸟嘌呤、1-甲基鸟嘌呤、2-甲基鸟嘌呤、3-甲基鸟嘌呤、6-甲基鸟嘌呤、7-甲基鸟嘌呤、N-二甲基鸟嘌呤、N,9-二乙酰鸟嘌呤、N-乙酰鸟嘌呤、二乙酰鸟嘌呤、2,9-二乙酰鸟嘌呤、双乙酰鸟嘌呤、2-乙酰鸟嘌吟、N-2-乙酰基鸟嘌呤、硫鸟嘌呤、异鸟嘌岭、鸟腺嘌呤、次黄嘌呤、1-甲基次黄嘌呤、6-氯鸟嘌呤、盐酸鸟嘌呤、嘧啶、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-羟基胞嘧啶、3,6-二胺基-1,2,4,5-四嗪、N-硝基-3,6-二胺基-1,2,4,5-四嗪、2,4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪、N-硝基-2-胺基-4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪、四唑、5-胺基-硝基-二氢-四唑、2-甲基-5-胺基-硝基-二氢-四唑、2-乙基-5-胺基-硝基-二氢-四唑、5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、2-甲基-5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、2-乙基-5-甲胺基-硝基-二氢-四唑、1,2,4-三氮唑、3-氨基-1,2,4-三氮唑、5-氨基-1,2,4-三氮唑、1,2,3-三氮唑、N-硝基-5-氨基-1,2,4-三氮唑、4,5-二氰基咪唑、2-胍啶苯并咪唑、盐酸胍、胍碳酸盐、巴比妥酸中的一种或多种；
优选地，所述造孔剂选自碳酸钾、碳酸氢钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、硫化钾、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、氯化钙、乳酸钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、硝酸钙、磷酸钙、硫化钙、亚硫酸钙、亚硫酸氢钙、碳酸钙、碳酸氢钙、硫酸钙、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、硫化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯酸钠、硫酸钠、硫酸氢钠、高铁酸钠、氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化镁、氢氧化镁、硝酸镁、磷酸镁、硫化镁、溴化镁、碘化镁、亚硫酸镁、亚硫酸氢镁中的一种或多种；
优选地，所述钛前驱体选自四氯化钛、四碘化钛、四溴化钛、钛酸四乙酯、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、硫酸氧钛、草酸钛钾、水合草酸钛钾、双草酸氧化钛酸钾水合物、草酸氧钛铵水合物、氟钛酸、氟钛酸铵、氟钛酸钾、二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、硝酸钛、二氧化钛、三氧化二钛、偏钛酸中的一种或多种。
6.如权利要求1-5任一项所述的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将碳源、氮源、造孔剂、钛前驱体溶于去离子水中，冷冻干燥；
将冷冻干燥后的样品进行煅烧，洗涤，得所述多孔碳材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧在惰性气氛下进行，煅烧的温度为300-1500℃，时间为0.01-20小时。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为650-1300℃，时间为1-6小时。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，以0.1-30℃/min的升温速率升温到煅烧温度后，再进行煅烧。
10.如权利要求1-5任一项所述的多孔碳材料在超级电容器、燃料电池、锂离子电池、锂硫电池中的应用。
CN202110544559.0A 2020-05-25 2021-05-19 一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用 Pending CN115367726A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110544559.0A CN115367726A (zh) 2021-05-19 2021-05-19 一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用
PCT/CN2021/095787 WO2021238912A1 (zh) 2020-05-25 2021-05-25 一种过渡金属化合物杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110544559.0A CN115367726A (zh) 2021-05-19 2021-05-19 一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115367726A true CN115367726A (zh) 2022-11-22

Family

ID=84059706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110544559.0A Pending CN115367726A (zh) 2020-05-25 2021-05-19 一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115367726A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116426265A (zh) * 2023-04-10 2023-07-14 贵州民族大学 一种钨镁掺杂二氧化钒热致变色薄膜的制备方法
CN117163946A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 南通博安新材料科技有限公司 一种氮氧掺杂多孔碳及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610938A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 中国科学院过程工程研究所 一种过渡金属氮化物/氮掺杂石墨烯纳米复合材料、其制备方法及应用
CN109718823A (zh) * 2018-12-10 2019-05-07 齐鲁工业大学 N-掺杂的TiO2/C复合材料及其制备方法与应用
CN110368978A (zh) * 2019-07-29 2019-10-25 南京工业大学 一种氮化钛杂化碳复合材料及制备方法
CN111490259A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 苏州沃泰丰能电池科技有限公司 一种锌-空气电池用氮掺杂且含缺陷的多孔碳孔道负载钴团簇材料及其制备方法
CN111490232A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 温州玖源锂电池科技发展有限公司 一种锂硫电池用氮掺杂多孔碳孔道负载氮化钛负极材料及其制备方法
CN111892047A (zh) * 2020-05-25 2020-11-06 北京化工大学 一种氮化钒杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610938A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 中国科学院过程工程研究所 一种过渡金属氮化物/氮掺杂石墨烯纳米复合材料、其制备方法及应用
CN109718823A (zh) * 2018-12-10 2019-05-07 齐鲁工业大学 N-掺杂的TiO2/C复合材料及其制备方法与应用
CN111490259A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 苏州沃泰丰能电池科技有限公司 一种锌-空气电池用氮掺杂且含缺陷的多孔碳孔道负载钴团簇材料及其制备方法
CN111490232A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 温州玖源锂电池科技发展有限公司 一种锂硫电池用氮掺杂多孔碳孔道负载氮化钛负极材料及其制备方法
CN110368978A (zh) * 2019-07-29 2019-10-25 南京工业大学 一种氮化钛杂化碳复合材料及制备方法
CN111892047A (zh) * 2020-05-25 2020-11-06 北京化工大学 一种氮化钒杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116426265A (zh) * 2023-04-10 2023-07-14 贵州民族大学 一种钨镁掺杂二氧化钒热致变色薄膜的制备方法
CN116426265B (zh) * 2023-04-10 2024-05-14 贵州民族大学 一种钨镁掺杂二氧化钒热致变色薄膜的制备方法
CN117163946A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 南通博安新材料科技有限公司 一种氮氧掺杂多孔碳及其制备方法和应用
CN117163946B (zh) * 2023-11-03 2023-12-26 南通博安新材料科技有限公司 一种氮氧掺杂多孔碳及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021238912A1 (zh) 一种过渡金属化合物杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法
CN111892047A (zh) 一种氮化钒杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用
CN107610938B (zh) 一种过渡金属氮化物/氮掺杂石墨烯纳米复合材料、其制备方法及应用
CN115367726A (zh) 一种氧掺杂氮化钛杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和应用
CA2738365C (en) Method for producing composite lithium iron phosphate material and composite lithium iron phosphate material produced by same
CN110467182B (zh) 一种基于反应模板的多级孔碳基材料及其制备方法和应用
US8268268B2 (en) Rapid method for preparing titania or precursor thereof with controllable microporous-mesoporous structure
CN108479777B (zh) 一种凹凸棒石复合光催化剂的制备方法及其应用
CN112958061B (zh) 一种氧空位促进直接Z机制介孔Cu2O/TiO2光催化剂及其制备方法
Padmini et al. Mesoporous rutile TiO2: Synthesis, characterization and photocatalytic performance studies
Miao et al. Synthesis and application of single-atom catalysts in sulfur cathode for high-performance lithium–sulfur batteries
CN110683522A (zh) 一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料及其制备方法和应用
CN112076774A (zh) 一种碳化钛量子点负载碳缺陷反蛋白石氮化碳的催化剂及其制备方法
Lai et al. Hierarchical nanosheet-assembled yolk–shell TiO 2 microspheres with improved photocatalytic activity
CN114348977A (zh) 等离子体诱导多级非晶氮化碳的制法及所得氮化碳与应用
CN115367745B (zh) 一种含钨物质杂化和氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法
CN108993469B (zh) 一种ZnO量子点TiO2纳米片复合结构及其制备方法
CN112126408A (zh) 一种La-Al-TiN/h-BN纳米片复合吸波材料及其制备方法
CN111235602B (zh) 一种高性能析氢电极及其制备与应用
Yoneyama Photocatalysis of size quantized TiO 2 and Fe 2 O 3 prepared in clay interlayers and nafion
US20230055011A1 (en) Method of synthesizing porous composite including single atom metal catalysts and nitrogen atoms in hierarchical carbon material from carbon dioxide containing gas
CN111268681A (zh) 一种MXene材料及其制备方法与应用
JP2008230950A (ja) Ｎおよび／またはｓドープ管状酸化チタン粒子およびその製造方法
CN113897637A (zh) 一种高效的原子级钨分散催化剂制备方法及其产品和应用
Fan et al. Facile synthesis of morphology-controlled hybrid structure of ZnCo 2 O 4 nanosheets and nanowires for high-performance asymmetric supercapacitors

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination