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专利号: 2018104696509
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)称取2-甲基咪唑和金属钴盐,分别溶于溶剂中,得到2-甲基咪唑溶液和金属钴盐溶液;

(2)将2-甲基咪唑溶液滴加到金属钴盐溶液中,或将2-甲基咪唑溶液和金属钴盐溶液以同样的速率滴加到乙醇溶剂中,然后静置孵化,将所得产物离心分离,并用乙醇反复洗涤后干燥得到块体MOF;

(3)将块体MOF放入金属钴盐和金属锌盐的混合溶液,在60-150℃的温度下反应1-12小时,然后将所得产物离心分离,并用乙醇反复洗涤后干燥得到空心MOF;

(4)将制备的空心MOF在惰性气氛下进行碳化;

(5)将碳化后获得的粉体在空气气氛下进行活化,即得到锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中2-甲基咪唑溶液和金属钴盐溶液的浓度均为20-80mmol/L。

3.根据权利要求1所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中金属钴盐为硝酸钴盐、氯化钴盐或硫酸钴盐;步骤(1)中溶剂为甲醇、乙醇、水或水和甲醇或乙醇的混合溶液。

4.根据权利要求1所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中2-甲基咪唑和金属钴盐的质量比为1:1,且步骤(2)中滴加速率为5~100mL/min。

5.根据权利要求1所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中静置时间为1-24小时。

6.根据权利要求1所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中金属钴盐和金属锌盐混合溶液是将金属钴盐和金属锌盐溶入溶剂得到,其中金属钴盐和金属锌盐的质量比为(10-90):(90-10)。

7.根据权利要求6所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中金属钴盐为硝酸钴盐、氯化钴盐或硫酸钴盐,金属锌盐为硝酸锌盐、氯化锌盐或硫酸锌盐,溶剂为甲醇、乙醇、水或水和甲醇或乙醇的混合溶液。

8.根据权利要求1所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中混合溶液的浓度为20-80mmol/L,将块体MOF加入混合溶液中后,块体MOF的浓度为10-90mg/mL。

9.根据权利要求1所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中碳化温度为600-1000℃,碳化时间为1-6小时。

10.根据权利要求1所述的一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(5)中活化温度为30-400℃,活化时间为1-6小时。