一种新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料及其制备方法.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CN111530486A(43)申请公布日2020.08.14(21)申请号202010329011.X(22)申请日2020.04.23(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人黄海根李映伟沈葵房瑞琪(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍冯振宁(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)B01J35/10(2006.01)C25B11/06(2006.01)C25B11/03(2006.01)C25B1/02(2006.01)权利要求书1页说明书11页附图6页(54)发明名称一种新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料及其制备方法。该方法包括：以商业碳布作为自支撑模板导向剂，先在商业碳布模板表面定向生长铜掺杂的ZIFs前驱体，将含有前躯体的商业碳布模板在氩气气氛下高温热解，在相对较低的温度下氧化，磷化后得具有多孔结构的氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料。该氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴空心纳米粒子复合阵列材料保留了ZIFs的基本骨架，其结构含有丰富规整的介孔和微孔，负载的铜掺杂磷化钴纳米颗粒具有开放性的双层空心结构。本发明的方法简单安全，所得产品纯度高，结构完整，机械强度好，适用于做电催化反应（析氢反应和析氧反应）的催化剂。CN111530486ACN111530486A权利要求书1/1页1.一种新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将金属前驱体加入水中，混合均匀，得到金属前驱体溶液；（2）将配体加入水中，混合均匀，得到配体溶液；（3）将金属前驱体溶液与配体溶液混合均匀，得到混合溶液；（4）将商业碳布浸泡在酸性溶液，取出，洗涤，干燥，得到预处理后的商业碳布；（5）将步骤（4）所述预处理后的商业碳布浸泡在步骤（3）所述混合溶液中，取出，洗涤，干燥，然后在氩气气氛下升温进行高温热解处理，得到复合阵列材料；（6）将步骤（5）所述复合阵列材料升温进行氧化处理，得到氧化处理后的复合阵列材料；将所述氧化处理后的复合阵列材料与次磷酸钠混合，得到混合物；将所述混合物在氩气气氛下升温进行磷化处理，得到所述新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料。2.根据权利要求1所述的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述金属前驱体为六水合硝酸钴及三水合硝酸铜中的一种；所述金属前驱体与水的质量比为1：（30-120）。3.根据权利要求1所述的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述配体与步骤（1）所述金属前驱体的质量比为（4.5-9）:1。4.根据权利要求1所述的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述配体为2-甲基咪唑；所述配体与水的质量比为1：（15-60）。5.根据权利要求1所述的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述酸性溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合物；所述浓硫酸和浓硝酸的体积比为1:3。6.根据权利要求1所述的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，预处理后的商业碳布浸泡在混合溶液中的时间为2-8小时。7.根据权利要求1所述的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述高温热解处理的温度为600-900℃，高温热解处理的时间为1-5h。8.根据权利要求1所述的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，步骤（6）所述氧化处理的温度为250℃，氧化处理的时间为0.5-2.5h。9.根据权利要求1所述的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料的制备方法，其特征在于，步骤（6）所述氧化处理后的复合阵列材料与次磷酸钠的质量比为（20-50）：1；所述磷化处理的温度为300℃，磷化处理的时间为0.5-3h。10.一种由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料。2CN111530486A说明书1/11页一种新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳米粒子复合阵列材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及MOFs衍生材料的制备领域，特别涉及一种新型氮掺杂碳负载铜掺杂磷化钴双层空心纳