CN116479455A - 一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，该方法为：0℃下，将金属酸盐、过渡金属氧化物和含氮高分子聚合物单体加入至0.1mol/L的盐酸水溶液中，超声分散，得到混合液A；0℃下，将引发剂水溶液滴加至混合液A中反应搅拌，收集固体物质，洗涤后，鼓风干燥，得到反应前体；氮气气氛下，将反应前体高温煅烧处理，得到煅烧后产物；高温煅烧处理的条件为：以1～10℃/min将温度从室温升至50～1000℃，恒温处理1～8h，自然冷却至室温；将煅烧后产物洗涤后，鼓风干燥12h，得到氮掺杂碳负载双金属碳化物材料。还提供了应用，在用于电解重水阴极析氘、阳极析氧和全解重水反应中。本发明制备的材料能用于电催化水/重水分解。
Description
技术领域
本发明属于电催化技术领域，具体涉及一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法及其应用。
背景技术
可持续能源是消除当今社会对化石能源过度依赖以及化石能源消耗带来的过量碳排放的重要工具，但可持续能源的储存、利用及转化技术仍存在很大的进步空间。由于氢气具有超高能量密度和零污染的特性，长期以来一直被广泛认为是一种理想的能量载体。通过电化学手段实现水分解制备高纯绿色氢气是一种有效的将可持续能源转化为清洁化学能的方式，但该过程受制于实际反应中较高的过电势及商业催化剂(二氧化钌、二氧化铱和铂)高昂的价格。
另外，氘作为氢的一种同位素，性质与氢相同，但其在海洋中含量仅为0.0156％。高纯氘气通常采用于电化学水分解相似的电化学重水分解途径进行制备，且在工业及科研领域有着极为重要的应用，可作为核子加速器轰击离子、集成电路制造用电子气体以及氢反应机理示踪剂等。
理想情况下，整合阴(析氢/氘反应)阳(析氧反应)两极端电催化剂的优势，设计、构建低成本、高效的双功能电催化剂来实现水以及重水的分解不仅可以提高系统的性能，还可以简化系统，降低总成本。过渡金属基材料由于其在地球中丰富的储量及催化析氢/氘与析氧反应的潜力有望替代贵金属催化材料，但仍有诸多如高过电势、低稳定性等问题亟待解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法及其应用，该方法制备的氮掺杂碳负载双金属碳化物材料能用于电催化水/重水分解。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，该方法为：
S1、在温度为0℃的冰浴条件下，将金属酸盐、过渡金属氧化物和含氮高分子聚合物单体加入至浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液中，超声分散均匀，得到混合液A；
S2、在温度为0℃的冰浴条件下，将引发剂水溶液滴加至S1中得到的混合液A中，反应搅拌12h～14h，收集固体物质，依次经过去离子水、乙醇、甲醇和去离子水洗涤后，在温度为40℃～80℃的条件下鼓风干燥6h，得到反应前体；
S3、在氮气气氛下，将S2中得到的反应前体进行高温煅烧处理，得到煅烧后产物；所述高温煅烧处理的条件为：以1℃/min～10℃/min的升温速率将温度从室温升至500℃～1000℃，然后恒温处理1h～8h后，自然冷却至室温；
S4、将S3中得到的煅烧后产物依次经过去离子水、乙醇、甲醇、去离子水洗涤后，在温度为40℃～80℃的条件下鼓风干燥12h，得到氮掺杂碳负载双金属碳化物材料。
优选地，S1中超声分散的时间为10min～20min。
优选地，S1中所述金属酸盐为(NH4)6Mo7O24·4H2O，所述过渡金属氧化物为四氧化三钴；所述含氮高分子聚合物单体为苯胺。
优选地，所述金属酸盐、过渡金属氧化物和含氮高分子聚合物单体的用量比为2.3mmol：(90～150)mg：5mmol。
优选地，S2中所述引发剂水溶液为0.6mol/L的过硫酸铵水溶液。
优选地，S4中所述氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的粒径为2nm～8nm。
优选地，S4中所述氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的载体为氮掺杂碳，所述氮掺杂碳的表面局部具有小球状形貌，所述氮掺杂碳的内部均匀地包覆着直径为1nm～15nm大小的双金属碳化物颗粒。
本发明还提供了上述的制备方法制备的氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的应用，其特征在于，所述氮掺杂碳负载双金属碳化物材料在电解重水阴极析氘、阳极析氧和全解重水反应中的应用。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明提供一种在氮掺杂碳载体上合成超小尺寸、均匀分散的同质双金属碳化物材料，一方面利用过渡金属氧化物与金属酸盐来制备高度分散的活性位点提升电催化析氢/氘和析氧反应活性；另一方面，通过氮掺杂碳载体对反应活性位点进行保护以减弱电解液对催化剂的腐蚀实现稳定性的增强。
2、本发明制备的氮掺杂碳负载双金属碳化物材料中高度分散的超小尺寸双金属碳化物纳米颗粒提高电化学活性面积提升电催化析氢/氘和析氧反应活性；氮掺杂碳载体包裹双金属碳化物纳米颗粒保护活性位点，增加催化材料在电化学过程的稳定性；与异相双金属碳化物催化剂相比，均相双金属碳化物催化剂免于不利的相分离，其更有利于电荷转移和有效地调节3d电子结构。
3、本发明制备的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料催化电解水析氢反应时，过电位为220mV可达到50mAcm-2的电流密度；催化析氧反应时，过电位为319mV可达到50mAcm-2的电流密度。所述材料在催化电解重水析氘反应仅需235mV可达到50mAcm-2的电流密度；析氧反应中仅需327mV可达到即可获得50mAcm-2的电流密度；上述性能优于大部分过渡金属基电解水/重水催化材料，并且具有大规模生产潜力，应用前景良好。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为实施例1所得氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的扫描电镜照片。
图2为实施例1所得氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的透射电镜照片。
图3为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料的XRD图。
图4为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在电解水析氢反应中的线性扫描伏安法测量曲线。
图5为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在电解水析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线。
图6为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在电解重水析氘反应中的线性扫描伏安法测量曲线。
图7实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在电解重水析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线。
图8为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在全解水中的线性扫描伏安法测量曲线。
图9为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在全解重水中的线性扫描伏安法测量曲线。
具体实施方式
实施例1
本实施例的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的制备方法，该方法为：
S1、在温度为0℃的冰浴条件下，将2.3mmol金属酸盐((NH4)6Mo7O24·4H2O，2.84g)、0.500mol过渡金属氧化物(四氧化三钴，120mg)和含氮高分子聚合物单体(苯胺，5mmol)加入至300mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液中，超声分散15min，分散均匀，得到混合液A；
S2、在温度为0℃的冰浴条件下，将10mL引发剂水溶液(0.6mol/L的过硫酸铵水溶液)滴加至S1中得到的混合液A中，反应搅拌12h，收集固体物质，依次经过去离子水、乙醇、甲醇和去离子水洗涤后，在温度为60℃的条件下鼓风干燥6h，得到反应前体；
S3、在氮气气氛下，将S2中得到的反应前体进行高温煅烧处理，得到煅烧后产物；所述高温煅烧处理的条件为：以5℃/min的升温速率将温度从室温升至750℃，然后恒温处理2h后，自然冷却至室温；
S4、将S3中得到的煅烧后产物依次经过去离子水、乙醇、甲醇、去离子水洗涤后，在温度为60℃的条件下鼓风干燥12h，得到氮掺杂碳负载的粒径为2nm～8nm的双金属碳化物材料(含钴120mg，记为CoMoC-120)。
本实施例还提供了上述的制备方法制备的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的应用，所述氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料在电解重水阴极析氘、阳极析氧和全解重水反应中的应用。
实施例2
本实施例的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的制备方法，该方法为：
S1、在温度为0℃的冰浴条件下，将2.3mmol金属酸盐((NH4)6Mo7O24·4H2O，2.84g)、0.375mol过渡金属氧化物(四氧化三钴，90mg)和含氮高分子聚合物单体(苯胺，5mmol)加入至300mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液中，超声分散15min，分散均匀，得到混合液A；
S2、在温度为0℃的冰浴条件下，将10mL引发剂水溶液(0.6mol/L的过硫酸铵水溶液)滴加至S1中得到的混合液A中，反应搅拌13h，收集固体物质，依次经过去离子水、乙醇、甲醇和去离子水洗涤后，在温度为80℃的条件下鼓风干燥6h，得到反应前体；
S3、在氮气气氛下，将S2中得到的反应前体进行高温煅烧处理，得到煅烧后产物；所述高温煅烧处理的条件为：以1℃/min的升温速率将温度从室温升至500℃，然后恒温处理8h后，自然冷却至室温；
S4、将S3中得到的煅烧后产物依次经过去离子水、乙醇、甲醇、去离子水洗涤后，在温度为80℃的条件下鼓风干燥12h，得到氮掺杂碳负载的粒径为2nm～8nm的双金属碳化物材料(含钴90mg，记为CoMoC-90)。
本实施例还提供了上述的制备方法制备的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的应用，所述氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料在电解重水阴极析氘、阳极析氧和全解重水反应中的应用。
实施例3
本实施例的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的制备方法，该方法为：
S1、在温度为0℃的冰浴条件下，将2.3mmol金属酸盐((NH4)6Mo7O24·4H2O，2.84g)、0.625mol过渡金属氧化物(四氧化三钴，150mg)和含氮高分子聚合物单体(苯胺，5mmol)加入至300mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液中，超声分散15min，分散均匀，得到混合液A；
S2、在温度为0℃的冰浴条件下，将10mL引发剂水溶液(0.6mol/L的过硫酸铵水溶液)滴加至S1中得到的混合液A中，反应搅拌14h，收集固体物质，依次经过去离子水、乙醇、甲醇和去离子水洗涤后，在温度为40℃的条件下鼓风干燥6h，得到反应前体；
S3、在氮气气氛下，将S2中得到的反应前体进行高温煅烧处理，得到煅烧后产物；所述高温煅烧处理的条件为：以10℃/min的升温速率将温度从室温升至1000℃，然后恒温处理1h后，自然冷却至室温；
S4、将S3中得到的煅烧后产物依次经过去离子水、乙醇、甲醇、去离子水洗涤后，在温度为40℃的条件下鼓风干燥12h，得到氮掺杂碳负载的粒径为2nm～8nm的双金属碳化物材料(含钴150mg，记为CoMoC-150)。
本实施例还提供了上述的制备方法制备的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的应用，所述氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料在电解重水阴极析氘、阳极析氧和全解重水反应中的应用。
对比例1
本对比例的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料的制备方法，该方法为：
S1、在温度为0℃的冰浴条件下，将2.3mmol金属酸盐((NH4)6Mo7O24·4H2O，2.84g)和含氮高分子聚合物单体(苯胺，5mmol)加入至300mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液中，超声分散15min，分散均匀，得到混合液A；
S2、在温度为0℃的冰浴条件下，将10mL引发剂水溶液(0.6mol/L的过硫酸铵水溶液)滴加至S1中得到的混合液A中，反应搅拌12h，收集固体物质，依次经过去离子水、乙醇、甲醇和去离子水洗涤后，在温度为60℃的条件下鼓风干燥6h，得到反应前体；
S3、在氮气气氛下，将S2中得到的反应前体进行高温煅烧处理，得到煅烧后产物；所述高温煅烧处理的条件为：以5℃/min的升温速率将温度从室温升至750℃，然后恒温处理2h后，自然冷却至室温；
S4、将S3中得到的煅烧后产物依次经过去离子水、乙醇、甲醇、去离子水洗涤后，在温度为60℃的条件下鼓风干燥12h，得到氮掺杂碳负载的粒径为2nm～8nm的双金属碳化物材料(记为Mo2C)。
对比例2
本对比例的氮掺杂碳负载钴单质材料的制备方法，该方法为：
S1、在温度为0℃的冰浴条件下，将0.500mol过渡金属氧化物(四氧化三钴，120mg)和含氮高分子聚合物单体(苯胺，5mmol)加入至300mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液中，超声分散15min，分散均匀，得到混合液A；
S2、在温度为0℃的冰浴条件下，将10mL引发剂水溶液(0.6mol/L的过硫酸铵水溶液)滴加至S1中得到的混合液A中，反应搅拌12h，收集固体物质，依次经过去离子水、乙醇、甲醇和去离子水洗涤后，在温度为60℃的条件下鼓风干燥6h，得到反应前体；
S3、在氮气气氛下，将S2中得到的反应前体进行高温煅烧处理，得到煅烧后产物；所述高温煅烧处理的条件为：以5℃/min的升温速率将温度从室温升至750℃，然后恒温处理2h后，自然冷却至室温；
S4、将S3中得到的煅烧后产物依次经过去离子水、乙醇、甲醇、去离子水洗涤后，在温度为60℃的条件下鼓风干燥12h，得到氮掺杂碳负载的粒径为2nm～8nm的钴单质颗粒(记为Co)。
本发明中高度分散的超小尺寸双金属碳化物纳米颗粒提高电化学活性面积提升电催化析氢/氘和析氧反应活性；氮掺杂碳载体包裹双金属碳化物纳米颗粒保护活性位点，增加催化材料在电化学过程的稳定性；与异相双金属碳化物(两种金属元素分别以不同物质存在)催化剂相比，均相双金属碳化物(两种金属元素以同物质存在)催化剂免于不利的相分离，其更有利于电荷转移和有效地调节3d电子结构。本发明中的产物钴钼碳化物Co6Mo6C2为均相的双金属碳化物。
将本发明实施例1～3制备的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料(CoMoC-120、CoMoC-90、CoMoC-150)和对比例1～2制备的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料(Mo2C)、氮掺杂碳负载钴单质材料(Co)作为电化学水分解阴极(析氢)、阳极(析氧)反应及重水分解阴极(析氘)、阳极(析氧)反应催化剂。测试系统为三电极系统，Hg/HgO电极为参比电极，石墨棒为对电极，工作电极为旋转圆盘电极(材料负载量为0.10mgcm-2)；电解液为1.0MKOH溶液；反应温度为20℃。
图1为实施例1所得氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的扫描电镜照片，如图1可知，制备的催化剂具有不规则的、紧密包覆的球形结构。
图2为实施例1所得氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料的透射电镜照片，如图2可知，氮掺杂碳负载的双金属碳化物催化剂的颗粒直径为2nm～8nm，平均直径为4.6nm。
图3为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料的XRD图，如图3可知，CoMoC-120、CoMoC-90、CoMoC-150中出现的42.4°，39.9°和46.4°的特征峰分别为Co6Mo6C2的(511)，(422)和(440)晶面(JCPDSNo.80-0339)。而在Mo2C的结果中出现的39.5°，38.1°和34.5°特征峰分别为Mo2C的(121)，(200)和(021)晶面(JCPDSNo.72-1683)。在样品Co中，在44.2°、51.5°和75.9°的峰强分别属于Co的(111)、(200)和(220)晶面(JCPDSNo.15-0806)。确定了实施例和对比例的物相组成。
图4为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在电解水析氢反应中的线性扫描伏安法测量曲线，如图4可知，当Co和Mo元素单独存在生成Co和Mo2C催化剂时其达到10mAcm-2电流时需要的过电势分别为234mV和235mV。当Co和Mo元素形成双金属碳化物Co6Mo6C2时，CoMoC-90达到10mAcm-2电流时需要的过电势降低为205mV。更进一步的，CoMoC-120达到10mAcm-2电流时需要的过电势进一步降低为138mV。同时在CoMoC-150中，达到10mAcm-2电流时需要的过电势为172mV。
图5为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在电解水析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线，如图5可知，催化剂Mo2C达到10mAcm-2电流时需要的过电势为475mV，同时Co催化剂达到10mAcm-2电流时需要的过电势为439mV。催化剂CoMoC-90和CoMoC-150达到10mAcm-2电流时需要的过电势分别为348mV和310mV。此外，CoMoC-120的表现最佳，其达到10mAcm-2电流时需要的过电势为266mV。
图6为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸钴钼双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在电解重水析氘反应中的线性扫描伏安法测量曲线，如图6可知，各催化剂的表现与图4中表现相似，当Co和Mo元素单独存在生成Co和Mo2C催化剂时其达到10mAcm-2电流时需要的过电势分别为249mV和241mV。当Co和Mo元素形成双金属碳化物Co6Mo6C2时，CoMoC-90达到10mAcm-2电流时需要的过电势降低为218mV。更进一步的，CoMoC-120达到10mAcm-2电流时需要的过电势进一步降低为150mV。同时在CoMoC-150中，达到10mAcm-2电流时需要的过电势为171mV。
图7实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在电解重水析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线，如图7可知，催化剂Mo2C达到10mAcm-2电流时需要的过电势为475mV，同时Co催化剂达到10mAcm-2电流时需要的过电势为369mV。催化剂CoMoC-90和CoMoC-150达到10mAcm-2电流时需要的过电势分别为352mV和316mV。此外，CoMoC-120的表现最佳，其达到10mAcm-2电流时需要的过电势为273mV。
图8为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在全解水中的线性扫描伏安法测量曲线，如图8可知，在电催化全解水的过程中，当电流密度达到20mAcm-2时，所需电压为1.587V(即过电势为357mV)，当电流密度达到50mAcm-2时，所需电压为1.648V(即过电势为418mV)。
图9为实施例1-3所得的氮掺杂碳负载超小尺寸双金属碳化物材料与对比例1-2制得的氮掺杂碳负载超小尺寸碳化钼材料、氮掺杂碳负载钴单质材料在全解重水中的线性扫描伏安法测量曲线，如图9可知，在电催化全解水的过程中，当电流密度达到20mAcm-2时，所需电压为1.587V(即过电势为365mV)，当电流密度达到50mAcm-2时，所需电压为1.648V(即过电势为424mV)。
实验结果表明，本发明提供的氮掺杂碳负载超小尺寸钴钼双金属碳化物材料催化电解水析氢反应时，过电位为220mV可达到50mAcm-2的电流密度；催化析氧反应时，过电位为319mV可达到50mAcm-2的电流密度。所述材料在催化电解重水析氘反应仅需235mV可达到50mAcm-2的电流密度；析氧反应中仅需327mV可达到即可获得50mAcm-2的电流密度；上述性能优于大部分过渡金属基电解水/重水催化材料，并且具有大规模生产潜力，应用前景良好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，其特征在于，该方法为：
S1、在温度为0℃的冰浴条件下，将金属酸盐、过渡金属氧化物和含氮高分子聚合物单体加入至浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液中，超声分散均匀，得到混合液A；
S2、在温度为0℃的冰浴条件下，将引发剂水溶液滴加至S1中得到的混合液A中，反应搅拌12h～14h，收集固体物质，依次经过去离子水、乙醇、甲醇和去离子水洗涤后，在温度为40℃～80℃的条件下鼓风干燥6h，得到反应前体；
S3、在氮气气氛下，将S2中得到的反应前体进行高温煅烧处理，得到煅烧后产物；所述高温煅烧处理的条件为：以1℃/min～10℃/min的升温速率将温度从室温升至500℃～1000℃，然后恒温处理1h～8h后，自然冷却至室温；
S4、将S3中得到的煅烧后产物依次经过去离子水、乙醇、甲醇、去离子水洗涤后，在温度为40℃～80℃的条件下鼓风干燥12h，得到氮掺杂碳负载双金属碳化物材料。
2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，其特征在于，S1中超声分散的时间为10min～20min。
3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，其特征在于，S1中所述金属酸盐为(NH4)6Mo7O24·4H2O；所述过渡金属氧化物为四氧化三钴；所述含氮高分子聚合物单体为苯胺。
4.根据权利要求3所述的一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，其特征在于，所述金属酸盐、过渡金属氧化物和含氮高分子聚合物单体的用量比为2.3mmol：(90～150)mg：5mmol。
5.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，其特征在于，S2中所述引发剂水溶液为0.6mol/L的过硫酸铵水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，其特征在于，S4中所述氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的粒径为2nm～8nm。
7.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的制备方法，其特征在于，S4中所述氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的载体为氮掺杂碳，所述氮掺杂碳的表面局部具有小球状形貌，所述氮掺杂碳的内部均匀地包覆着直径为1nm～15nm大小的双金属碳化物颗粒。
8.一种如权利要求1-7任一权利要求的制备方法制备的氮掺杂碳负载双金属碳化物材料的应用，其特征在于，所述氮掺杂碳负载双金属碳化物材料在电解重水阴极析氘、阳极析氧和全解重水反应中的应用。
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