[發明專利]一種雜原子化蜂巢碳錨定鈷/氧化鈷異質結構納米復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202310497501.4
• 申請日: 2023-05-05
• 公開（公告）號: CN116364950A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 溫鳴;羅軼星
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M4/90;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 陳龍梅

1.一種雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構納米復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，將檸檬酸鹽和含氮小分子混合溶解，經過蒸發、煅燒、刻蝕，得到雜原子化蜂巢碳；

步驟S2，將鈷鹽和所述雜原子化蜂巢碳在溶劑中混合，然后加入有機配體進行反應，反應后得到金屬有機框架/雜原子化蜂巢碳納米復合材料；

步驟S3，將所述金屬有機框架/雜原子化蜂巢碳納米復合材料放置瓷舟中，轉移至管式爐在預設氣體氛圍下進行煅燒，得到雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構納米復合材料。

2.根據權利要求1所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構的制備方法，其特征在于：

其中，步驟S1中，所述檸檬酸鹽為檸檬酸銨、檸檬酸鉀或檸檬酸鈉，

所述含氮小分子為尿素、二氫二胺、三聚氰胺或六亞甲基四胺，

步驟S1中，所述檸檬酸鹽和所述含氮小分子的摩爾比為0.5～5.0。

3.根據權利要求1所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構的制備方法，其特征在于：

其中，步驟S1中，進行蒸發時，蒸發方式為油浴、水浴或沙浴，溫度為60℃～150℃，

步驟S1中，進行煅燒時，氣體氛圍為空氣、氮氣或氬氣氛圍，溫度為500℃～1000℃，升溫速率為2℃/min～20℃/min，煅燒時間為0.5h～5h，

步驟S1中，進行刻蝕時，刻蝕使用的酸溶液為為鹽酸、硫酸或硝酸，溫度為20℃～80℃，刻蝕時間為10min～60min。

4.根據權利要求1所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構的制備方法，其特征在于：

其中，步驟S2中，所述鈷鹽為七水硫酸鈷、六水硝酸鈷、六水氯化鈷、四水乙酸鈷或乙酰丙酮鈷，

所述有機配體為咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑或對苯二甲酸，

所述溶劑為去離子水、甲醇、乙醇或N，N-二甲基甲酰胺。

5.根據權利要求1所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構的制備方法，其特征在于：

其中，步驟S2中，所述雜原子化蜂巢碳的用量為10mg～200mg。

6.根據權利要求1所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構的制備方法，其特征在于：

其中，步驟S2中，所述鈷鹽和所述有機配體的摩爾比為0.1～1.0。

7.根據權利要求1所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構的制備方法，其特征在于：

其中，步驟S2中，進行反應時，反應溫度為20℃～80℃，反應時間為1h～8h。

8.根據權利要求1所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構的制備方法，其特征在于：

其中，步驟S3中，所述預設氣體氛圍為空氣、氮氣或者氬氣氛圍，進行煅燒時，溫度為500℃～1000℃，升溫速率為1℃/min～15℃/min，煅燒時間為0.5h～5h。

9.一種雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構納米復合材料，其特征在于，通過權利要求1～8任一項所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構的制備方法制備得到。

10.一種如權利要求9所述的雜原子化蜂巢碳錨定高暴露鈷/氧化鈷異質結構納米復合材料作為電催化劑的應用。