一种短氮间距氮掺杂碳电催化材料及其制备方法和应用

本发明公开了一种短氮间距氮掺杂碳电催化材料及其制备方法和应用。以生物质为碳源，经预碳化、球磨、酸洗得到碳基质；将碳基质与活化剂、氮掺杂剂按比例混合，经溶剂蒸发、干燥后，在惰性气氛下高温碳化，再经洗涤、干燥，得到短氮间距氮掺杂碳电催化材料。本发明利用活化剂活化造孔产生的丰富碳缺陷对氮原子的空间限域效应，将氮掺杂碳电催化材料的氮原子平均间距缩短至亚纳米级别，使相邻氮原子之间产生电子相互作用，并激活氮原子邻位碳原子作为额外吸附位点，使*CO中间体的吸附构型由线式转变为桥式，显著提升了催化活性。所得材料在电催化还原二氧化碳制一氧化碳反应中，一氧化碳法拉第效率达95%，一氧化碳部分电流密度达168mA/cm，且具有优异的长期稳定性，展现出广阔的应用前景。