[發明專利]金屬@石墨化碳/石墨烯復合物電催化劑材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810336241.1
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108554434B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 徐宇曦;卜凡興
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/08;C25B1/04;C25B11/091;H01M4/90
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1. 一種金屬或金屬化合物@石墨化碳/石墨烯復合物電催化劑材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）利用過量金屬離子誘導制備金屬有機骨架材料（MOF）/氧化石墨烯復合物

把配體配成0.1-10 M的溶液，取0.01-0.1 mL 加入1-10 mL、 1-10 mg/mL 氧化石墨烯中，搖勻后加入0.1-1.0 mL 、0.1-10 M的金屬鹽離子溶液，形成MOF/氧化石墨烯復合物溶液；將上述溶液使用離心機 5000-20000 rpm離心5-30 min，倒掉上層液體，加入適量的去離子水或者含有非金屬元素前驅體的去離子水溶液；然后冷凍干燥，獲得MOF/氧化石墨烯海綿或者含有非金屬元素前驅體的MOF/氧化石墨烯海綿；

其中，所述配體選自氰基配體、羧酸基配體和咪唑基配體；所述金屬鹽選自金屬硝酸鹽、金屬硫酸鹽、金屬醋酸鹽和金屬氯化物；所述非金屬元素選自N、P、S和B元素；

（2）利用微波輔助的熱轉化方法制備金屬或金屬化合物@石墨化碳/石墨烯復合物

將步驟（1）中所得的MOF/氧化石墨烯海綿或者含有非金屬元素前驅體的MOF/氧化石墨烯海綿5-50 mg 轉入非氧化性氣氛的手套箱中，并密封在含有少量微波吸附劑的50-500mL石英瓶中；然后將上述石英瓶置于微波爐中，采用200-1000 W的功率輻射1-10 min，即得金屬或金屬化合物@石墨化碳/石墨烯復合物電催化劑材料。

2.根據權利要求1所述的的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所用配體為亞鐵氰化鉀，鐵氰化鉀，亞鐵氰化鈉，鎳氰化鉀，鎳氰化鈉，錳氰化鉀，錳氰化鈉，鈷氰化鉀，鈷氰化鈉，對苯二甲酸二鈉，均苯三甲酸三鈉，甲基咪唑，苯并咪唑中的一種或者多種。

3.根據權利要求1或2所述的的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所用金屬鹽為：氯化鐵，氯化亞鐵，氯化銅，氯化鋅，氯化錳，氯化鈷，氯化鎳，硫酸亞鐵，硫酸鐵，硫酸銅，硫酸鋅，硫酸錳，硫酸鈷，硫酸鎳，硝酸銅，硝酸鎳，硝酸鈷，硝酸錳，硝酸鋅，硝酸亞鐵，硝酸鐵中的一種或者多種。

4.根據權利要求3所述的的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所用N、P、S、B元素對應的前驅體為尿素、次磷酸鈉、硫脲、硼酸。

5.根據權利要求1、2或4所述的的制備方法，其特征在于，步驟（1）中MOF/氧化石墨烯的質量比為10：1-1：10。

6.根據權利要求5所述的的制備方法，其特征在于，步驟（1）中MOF/（N、P、S和B元素前驅體）的摩爾比為10：1-1：10。

7.根據權利要求1、2、4或6所述的的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所用的微波吸附劑為碳布、石墨烯粉或金屬粉。

8.根據權利要求7所述的的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所用的手套箱非氧化性氣氛為氮氣、氬氣或氬氫混合氣。

9.根據權利要求1或8所述的的制備方法，其特征在于，步驟（2）中最終金屬或金屬化合物在整個復合物中質量比例為：10%-90%。

10.一種由權利要求1-9之一所述制備方法得到的金屬或金屬化合物@石墨化碳/石墨烯復合物電催化劑材料。