[发明专利]一种氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)，其特征在于：复合材料是通过一锅法，在氨基化介孔聚合物的形成过程中引入钴盐，热解后制备得到，其中Co-CoO_x颗粒均匀地分散在介孔碳骨架上，其粒径为10～20nm。

2.按权利要求1所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)，其特征在于：所述氨基化介孔聚合物的形成过程中引入钴盐是将3-氨基酚、乌洛托品、三嵌段共聚物模板剂F127及氨水的水溶液在自组装形成氨基化介孔聚合物过程中加入钴盐，而后进行后续处理得到含钴的氨基化介孔聚合物；

所述含钴的氨基化介孔聚合物的形成过程中每52ml水溶液中F127的加入量为0.24～0.27mmol，3-氨基酚的加入量为10～12mmol，乌洛托品的加入量为5～6mmol，氨水的加入量为15～20mmol，钴盐的加入量为0.2～1.2mmol。

3.按权利要求1所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)，其特征在于：所述钴盐为六水硝酸钴。

4.一种权利要求1所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)的制备方法，其特征在于：

(1)室温下，向水溶液中分别加入三嵌段共聚物F127、3-氨基酚、乌洛托品、钴盐和氨水，充分搅拌后，于油浴中冷凝回流并搅拌使之充分聚合后自然降温，沉降、水洗收集产物，而后真空干燥得到含钴的氨基化介孔聚合物；

(2)将上述获得的含钴的氨基化介孔聚合物置于高温管式炉中，在Ar气气氛中煅烧，自然降温后得到氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)。

5.按权利要求4所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)的制备方法，其特征在于：所述每52ml水溶液中F127的加入量为0.24～0.27mmol，3-氨基酚的加入量为10～12mmol，乌洛托品的加入量为5～6mmol，氨水的加入量为15～20mmol，钴盐的加入量为0.2～1.2mmol；所述钴盐为六水硝酸钴。

6.按权利要求4所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)的制备方法，其特征在于：所述油浴温度为60～100℃，时间为20～24h。

7.按权利要求4所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)的制备方法，其特征在于：所述在高温管式炉内，于Ar气气氛下进行两步煅烧，300～400℃煅烧1～3h，而后再于600～800℃煅烧2～4h。

8.按权利要求7所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)的制备方法，其特征在于：所述在高温管式炉内煅烧过程中均以1～3℃/min的升温速率升温至煅烧温度。

9.一种权利要求1所述的氮掺杂介孔碳负载钴-氧化钴纳米复合材料(Co-CoO_x/NMC)的应用，其特征在于所述复合材料在电催化氧气还原中的应用。