[發(fā)明專利]一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114524419A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田恐虎;黃亞男;張超;疏瑞文;朱金波;陳志鴻;劉曉薇;潘成嶺
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)環(huán)境友好材料與職業(yè)健康研究院（蕪湖）
• 主分類號: C01B21/082
• 分類號: C01B21/082;C01B32/05;B22F1/00;B22F1/06;C09K3/00;H05K9/00;B82Y40/00
• 代理公司: 蕪湖市昌強專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34203
• 代理人: 吳文玉

1.一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料，其特征在于，所述蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料由球形鈷/碳表面負載石墨氮化碳納米管組成。

2.一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)將N,N-二甲基甲酰胺、鈷鹽和均苯三甲酸進行攪拌超聲處理，處理結(jié)束后取出，獲得溶液A；

(2)將無水乙醇和聚乙烯吡咯烷酮進行攪拌超聲處理，處理結(jié)束后取出，獲得溶液B；

(3)充分攪拌所述溶液B，將所述溶液A中加入至所述溶液B中進行混合攪拌處理，攪拌結(jié)束后取出，獲得溶液C；

(4)將所述溶液C轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，進行溶劑熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，進行冷卻處理和洗滌處理，獲得底部沉淀物；

(5)將所述底部沉淀物進行干燥處理至恒重，取出，得到鈷-金屬有機框架；

(6)將所述鈷-金屬有機框架與三聚氰胺粉體進行研磨混合處理，待混合均勻后取出，獲得淡粉色粉體；

(7)在氮氣保護氣氛下，對所述淡粉色粉體進行高溫碳化熱解處理，隨后進行冷卻，冷卻至室溫后，得到石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的鈷鹽來自硝酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述硝酸鈷和所述均苯三甲酸摩爾比為(4-n):(n)，n的取值范圍為1-3的整數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述N,N-二甲基甲酰胺與步驟(2)中所述無水乙醇的體積比為1:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量為1g。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(4)中所述溶劑熱反應(yīng)的溫度為120-200℃，反應(yīng)時間為10-20h。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(6)中所述鈷-金屬有機框架與所述三聚氰胺粉體的質(zhì)量比為1:n，n的取值范圍為1-7的整數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蓖麻果狀的石墨氮化碳納米管/鈷/碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(7)中所述高溫碳化熱解處理的條件為先升溫至450-550℃，保溫2-4h，再升溫至650-850℃，保溫2-4h。