[發明專利]一種多孔核殼納米復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711346046.9
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108212035A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 徐冬陽;謝墨;尹華歧
• 申請（專利權）人: 成都市銀隆新能源有限公司;銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J13/04;B01J13/06;B82Y40/00;B82Y20/00;H01M4/36;H01M4/52;H01M4/62;H01M10/0525;H01G11/30;H01G11/36;H01G11/46;H01G11/86
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 蘇慶

1.一種MxOy@C多孔核殼納米復合材料，其特征在于：多孔碳納米結構殼層均勻包覆于MxOy納米顆粒表面，所述碳納米結構為碳納米片、納米塊或納米球；M為選自Co、Ni中的任一種金屬，M為Co時，x＝3、y＝4；M為Ni時，x＝1、y＝1。

2.根據權利要求1所述的納米復合材料，其特征在于：所述MxOy@C多孔核殼納米復合材料為平均粒徑200～400nm的納米片。

3.根據權利要求1所述的納米復合材料，其特征在于：所述MxOy@C多孔核殼納米復合材料為平均粒徑100-150nm的納米塊。

4.根據權利要求1所述的納米復合材料，其特征在于：所述MxOy@C多孔核殼納米復合材料為平均粒徑30-100nm的納米球。

5.根據權利要求1-4任一所述的納米復合材料，其特征在于：

所述多孔碳納米結構殼層的厚度為20-100nm。

6.一種權利要求1-5任一所述的MxOy@C多孔核殼納米復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將可溶性M金屬鹽、葡萄糖以及氯化鈉共同溶解于水中，攪拌后得到均一混合溶液；

(2)加熱后形成粘稠物；

(3)將步驟(2)得到的粘稠物干燥，得到氯化鈉包覆的M金屬鹽-葡萄糖復合結晶粉末；

(4)將研磨好的復合結晶粉末在氬氣氛圍下煅燒，M金屬鹽分解形成M金屬氧化物，葡萄糖在高溫氬氣保護下熱解的碳將所述M金屬氧化物還原成M金屬納米顆粒，并在M金屬納米顆粒周圍形成均勻厚度的多孔碳納米結構；

(5)將步驟(4)得到的納米結構在空氣中煅燒，氧化后得到多孔碳結構包覆的MxOy納米顆粒復合材料。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：通過控制所述可溶性M金屬鹽與葡萄糖的質量比為1:2-2:1，得到不同形貌、尺寸的MxOy@C多孔核殼納米復合材料。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述的混合溶液中，氯化鈉的質量濃度為10-20％。

9.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)加熱后形成粘稠物包括：加熱使葡萄糖變性增加粘度絡合M金屬離子，之后攪拌、蒸發溶液，直至溶液顏色變深變黑，停止攪拌，繼續加熱至溶液呈粘稠狀。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述恒溫為60-95℃，磁力攪拌并蒸發溶液2-6小時。

11.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)所述干燥是在60-95℃的干燥箱中干燥12-24小時。

12.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)具體為：將研磨好的復合結晶粉末轉入真空管式爐中，在450-750℃，氬氣氛圍下，流速50-200mL/min，煅燒2-4小時，M金屬鹽分解形成M金屬氧化物，葡萄糖在高溫氬氣保護下熱解的碳將M氧化物還原成M金屬納米顆粒，并在M金屬納米顆粒周圍形成均勻厚度20-100nm的多孔碳納米結構。

13.根據權利要求12所述的制備方法，其特征在于：在溫度750℃下，煅燒2小時。

14.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于：步驟(5)具體為：將步驟(4)得到的納米結構在空氣中200-350℃下煅燒4-12小時，氧化后得到多孔碳結構包覆的MxOy納米顆粒復合材料。

15.一種權利要求6-14任一所述的MxOy@C多孔核殼納米復合材料的用途，其特征在于：

用于制作電極材料、超級電容或電化學析氧催化劑。