[發(fā)明專利]一種CoNx@C多孔納米材料的制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210033375.2
• 申請(qǐng)日: 2022-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN115414954A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鳳鳳;王婷婷;聶詩(shī)宇;陳凱;高俊闊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;B01J35/10;C07D307/68
• 代理公司: 新余市渝星知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36124
• 代理人: 張瑩瑩

本發(fā)明公開了一種CoNx@C多孔納米材料的制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明所述制備方法包括如下步驟：S1、將2?甲基咪唑加入無(wú)水甲醇中超聲溶解，得到有機(jī)配體溶液；將Co(NO₃)₂·6H₂O加入無(wú)水甲醇中超聲溶解，得到金屬鹽溶液；S2、將所得金屬鹽溶液與有機(jī)配體溶液混合，攪拌均勻，再靜置一段時(shí)間，然后離心、洗滌、干燥，得到ZIF?67材料；S3、將咪唑溴鹽加入無(wú)水甲醇中超聲溶解，得到離子液體溶液；S4、將離子液體溶液與ZIF?67粉末超聲混合，攪拌均勻，抽真空后冷凍真空干燥，得到咪唑溴鹽@ZIF?67復(fù)合材料；S5、將所得咪唑溴鹽@ZIF?67復(fù)合材料置于惰性氣氛中煅燒，得到CoN_x@C多孔納米材料。本發(fā)明具有超分散的CoN_x多孔納米粒子、結(jié)構(gòu)和孔徑可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明的制備方法，操作簡(jiǎn)單快捷，對(duì)環(huán)境友好，成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種CoNx@C多孔納米材料的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

金屬-有機(jī)骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)是一類由有機(jī)配體和金屬離子通過配位鍵自組裝形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)多孔材料，憑借著孔隙率高、穩(wěn)定性強(qiáng)且孔尺寸可調(diào)的特點(diǎn)，使其在多相催化、傳感器、電容器和氣體儲(chǔ)存、釋放等領(lǐng)域都應(yīng)用十分廣泛。MOFs衍生的過渡金屬-氮-碳(TM-N-C)復(fù)合材料，碳基體中嵌入了豐富的TM-N_x活性位點(diǎn)，并且摻雜其中的N原子能夠活化相鄰的C原子，因此可以有效的催化ORR/OER反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，利用離子液體與MOFs復(fù)合材料衍生制備的多孔納米材料，可在一定程度上調(diào)控所得材料中的形貌和孔結(jié)構(gòu)，制備出新型的納米材料。

目前面臨的主要問題之一是：現(xiàn)階段研究的ZIF系列材料為前驅(qū)體在高溫條件(600℃)下進(jìn)行熱解，一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)所得復(fù)合材料中碳載體宏觀形貌的調(diào)控，但對(duì)其孔尺寸的調(diào)節(jié)作用較弱，所得材料依然以微孔結(jié)構(gòu)為主，以及制備得到的材料金屬納米顆粒的團(tuán)聚十分嚴(yán)重，在很大程度上限制了此類MOFs衍生材料在催化領(lǐng)域中的應(yīng)用。這是材料工作者面臨的一大難題，也是社會(huì)發(fā)展需求向MOFs材料領(lǐng)域提出的更高要求。