氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料和制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110215930A(43)申请公布日2019.09.10(21)申请号201910522874.6(22)申请日2019.06.17(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人何毅李虹杰李振宇王顺慧何腾麻晓宇陈春林钟菲(74)专利代理机构成都睿道专利代理事务所(普通合伙)51217代理人薛波(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)B01J35/10(2006.01)C25B1/04(2006.01)C25B11/06(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图9页(54)发明名称氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料和制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料的制备方法，包括以下步骤：制备金属有机框架化合物ZIF-67,取硝酸钴和甲基咪唑用水溶解于反应釜中，反应温度为150～200℃，反应时间2h，反应冷却后得到金属有机框架化合物ZIF-67；制备固体混合物,取金属有机框架化合物ZIF-67、聚乙烯吡咯烷酮和三聚氰胺溶解于水中得到混合溶液，将混合溶液冷冻干燥，得到固体混合物；制备氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料,将固体混合物置于火炉中，并用氩气进行吹扫，在温度为800～1000℃煅烧2h，冷却得到氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料。该制备过程中原料方便易得，合成路线简单，且得到的衍生材料在电解水过程中阳极反应和阴极反应均具有较好的催化效果。CN110215930ACN110215930A权利要求书1/1页1.一种氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：制备金属有机框架化合物ZIF-67取硝酸钴和甲基咪唑用水溶解于反应釜中，反应温度为150～200℃，反应时间2h，反应冷却后得到金属有机框架化合物ZIF-67；制备固体混合物取金属有机框架化合物ZIF-67、聚乙烯吡咯烷酮和三聚氰胺溶解于水中得到混合溶液，将混合溶液冷冻干燥，得到固体混合物；制备氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料将固体混合物置于火炉中，并用氩气进行吹扫，在温度为600～1000℃煅烧1～5h，冷却得到氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：取硝酸钴和甲基咪唑用水溶解于反应釜中，反应温度为180℃，反应时间2h，反应冷却后得到金属有机框架化合物ZIF-67。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将固体混合物置于火炉中，并用氩气进行吹扫，在温度为800℃煅烧2h，冷却得到氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥的时间为12～48h；温度为0～10℃。5.一种如权利要求1～4任一项所述的制备方法制得氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料。6.一种如权利要求5所述的一种氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料在电解水催化材料方向的应用。7.一种氮掺杂碳包覆MOF衍生Co-CoP复合材料的制备方法，其特征在于：一种如权利要求5制得的氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料与磷源混合，在300～600℃氩气保护中煅烧1～5小时，自然冷却后得到氮掺杂碳包覆MOF衍生Co-CoP复合材料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述磷源选自次磷酸盐、次亚磷酸盐、磷酸、植酸、磷酸氢盐或红磷，所述磷酸氢盐选自磷酸二氢盐或磷酸氢盐。9.根据权利要求7或8所述的制备方法制得氮掺杂碳包覆MOF衍生Co-CoP复合材料。10.根据权利要求9所述的氮掺杂碳包覆MOF衍生Co-CoP复合材料在电解水催化材料方向的应用。2CN110215930A说明书1/10页氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料和制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及催化剂的技术领域，具体的说，是指一种氮掺杂碳包覆的Co基MOF衍生材料及其制备方法和氮掺杂碳包覆MOF衍生Co-CoP复合材料及其制备方法。背景技术[0002]目前，传统的能源供给已不能满足人们的需求，化石能源的使用会造成较为严重的环境污染，水电的发电形式会造成自然生态的改变，核能发电有着潜在的辐射危险，地热发电可能会导致地震等自然灾害，因此，安全、清洁的氢能成为了一种理想的可再生能源。但是，氢能是一种二次能源，不能像化石能源或者太阳能等一次能源可以直接从自然界中获取，它必须通过一定的方法利用其它能源制取。[0003]在自然界中，氢易和氧结合成水，必须用电分解的方法把氢从水中分离出来。在实际的电解水过程中，两个电极反应均会由于IR降等因素导致过电位的产生，造成能量的大量损失，研究中发现使用电解水催化剂能有效的减少过电位。[0004]现有的电解水催化剂多为贵金属基