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专利号: 2022107098058
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)MOF纳米颗粒的制备;

(2)二维层状MOF超结构的制备:

将步骤(1)中制得的MOF纳米颗粒扩散在水中形成稳定的胶体溶液,采用冰模板自组装策略,将MOF胶体溶液经液氮快速冷冻后放入冷冻干燥机中冻干,得到二维层状MOF超结构;

(3)二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的制备:

将步骤(2)制得的二维层状MOF超结构置于管式炉中,在惰性气体的氛围中高温碳化,自然冷却至室温,得到二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构。

2.如权利要求1所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法,其特征在于,步骤(2)和(3)中得到的二维层状MOF超结构和二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构为单层或双层结构。

3.如权利要求1所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法,其特征在于,步骤(1)中获得的MOF纳米颗粒为ZIF‑8、ZIF‑67、UiO‑66和MIL‑88中的任意一种。

4.如权利要求1所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法,其特征在于,步骤(1)中获得的MOF纳米颗粒的粒径大小为50‑500nm。

5.如权利要求1所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法,其特征在于,步骤(1)中获得的MOF纳米颗粒的形貌为菱形正十二面体、立方体或八面体。

6.如权利要求1所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法,其特征在于,步骤(2)中MOF纳米颗粒胶体溶液的质量浓度为1%‑2%。

7.如权利要求1所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法,其特征在于,步骤(2)中冷冻干燥时间为24‑48h。

8.如权利要求1所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法,其特征在于,步骤(3)中所述惰性气体为氮气或氩气,惰性气体的流量为50‑150mL/min,碳化温度为800‑

900℃,升温速率为3‑5℃/min,碳化时间为2‑3h。

9.一种二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构材料,其特征在于,其是根据权利要求1‑8中任一项所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构的合成方法制备得到的。

10.如权利要求9所述的二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构材料在氧还原反应电催化方面的应用,其特征在于,将二维层状中空碳纳米颗粒阵列超结构材料与粘结剂和乙醇混合,超声均匀得到浆液后涂抹到旋转圆盘电极上,即得到氧还原反应工作电极。