[發(fā)明專利]一種過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物及其超組裝制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010660548.4 | 申請日： | 2020-07-10 |
| 公開（公告）號： | CN111774085B | 公開（公告）日： | 2021-12-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 孔彪;梁啟銳;謝磊;曾潔 | 申請（專利權(quán)）人： | 復(fù)旦大學 |
| 主分類號： | B01J27/24 | 分類號： | B01J27/24;C25B1/04;C25B11/091 |
| 代理公司： | 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204 | 代理人： | 趙濬宇 |
| 地址： | 200433 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 過渡 金屬 碳化物 有機 框架 復(fù)合物 及其 組裝 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物及其超組裝制備方法，涉及金屬有機框架材料領(lǐng)域。本發(fā)明提供的過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物由過渡金屬碳化物超組裝包裹氮碳框架，形成了一種反向封裝構(gòu)型，其超組裝制備方法首先通過溶液法合成尺寸均勻的金屬有機框架ZIF?67，再與三氧化鎢WO3的粉末混合研磨，使得ZIF?67表面被WO3包裹。最后將混合物置于惰性氣氛下處理，該過程中WO3和ZIF?67骨架中的碳發(fā)生反應(yīng)原位生成碳化二鎢，超組裝在氮碳框架外部得到所述材料。本發(fā)明制備方法簡單，價格低廉，獲得的材料不僅加強了對氮碳框架內(nèi)部金屬顆粒的保護，提高了材料的穩(wěn)定性，同時還增強了材料的導(dǎo)電性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及金屬有機框架材料領(lǐng)域，具體涉及一種過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物及其超組裝制備方法。
背景技術(shù)
隨著全球化石能源告急，清潔能源特別是新興的氫能越來越受到重視，由此衍生的電催化水裂解技術(shù)被認為是一種潛在的制氫方法。水裂解分為兩個半反應(yīng)：析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)，推動反應(yīng)進行需要高活性和穩(wěn)定的電催化劑。層次化的多孔結(jié)構(gòu)有利于暴露活性中心，增強電解質(zhì)和底物向催化劑內(nèi)層的傳質(zhì)。因此，多孔材料有望成為優(yōu)勢材料。
在多孔材料中，金屬有機框架(MOF)具有高比表面積、大孔容、有序和可調(diào)孔的活性金屬中心等固有特性，近年來，由其衍生的多孔氮碳材料在儲能、傳感器、催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但是單純的多孔氮碳材料的導(dǎo)電性較差，而且活性位點較少，內(nèi)部的金屬顆粒在電催化反應(yīng)過程中很容易被電解液腐蝕導(dǎo)致催化劑的整體穩(wěn)定性較差，很難替代貴金屬催化劑。而過渡金屬碳化物，特別是鎢碳化物，不僅具有與貴金屬相似的d帶電子態(tài)密度，還是一種優(yōu)良的導(dǎo)電劑，且穩(wěn)定性優(yōu)異，不容易被電解液腐蝕。因此，如何將過渡金屬碳化物和金屬有機框架的優(yōu)點相結(jié)合，制備一種催化活性高的多層復(fù)合材料對于清潔能源的開發(fā)至關(guān)重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種導(dǎo)電性更強、穩(wěn)定性更好的過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物及其超組裝制備方法。
本發(fā)明提供了一種過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物的超組裝制備方法，具有這樣的特征，包括如下步驟：以金屬有機框架為前驅(qū)體，用三氧化鎢包裹所述金屬有機框架，在惰性氣氛下反應(yīng)，即得。
在本發(fā)明提供的過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物的超組裝制備方法中，還可以具有這樣的特征，所述金屬有機框架為ZIF-67。
在本發(fā)明提供的過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物的超組裝制備方法中，還可以具有這樣的特征，其中，所述金屬有機框架的制備方法包括如下步驟：步驟1，向硝酸鈷的甲醇溶液中加入2-甲基咪唑的甲醇溶液，得混合液；步驟2，將所述混合液于室溫下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完成后，離心洗滌，取固體，干燥，即得。
在本發(fā)明提供的過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物的超組裝制備方法中，還可以具有這樣的特征，其中，干燥溫度為50～80℃。
在本發(fā)明提供的過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物的超組裝制備方法中，還可以具有這樣的特征，其中，所述硝酸鈷的甲醇溶液濃度為3.33g/L～13.33g/L，所述2-甲基咪唑的甲醇溶液濃度為25g/L～100g/L。
在本發(fā)明提供的過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物的超組裝制備方法中，還可以具有這樣的特征，其中，所述硝酸鈷的甲醇溶液和所述2-甲基咪唑的甲醇溶液體積比為1～2:1～2。
在本發(fā)明提供的過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物的超組裝制備方法中，還可以具有這樣的特征，其中，所述過渡金屬碳化物/金屬有機框架復(fù)合物的超組裝制備方法包括如下步驟：步驟1，將所述金屬有機框架和所述三氧化鎢的粉末混合研磨，得混合物；步驟2，將所述混合物在惰性氣氛下煅燒，即得。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于復(fù)旦大學，未經(jīng)復(fù)旦大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202010660548.4/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
