[发明专利]一种多孔核壳纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种MxOy@C多孔核壳纳米复合材料，其特征在于：多孔碳纳米结构壳层均匀包覆于MxOy纳米颗粒表面，所述碳纳米结构为碳纳米片、纳米块或纳米球；M为选自Co、Ni中的任一种金属，M为Co时，x＝3、y＝4；M为Ni时，x＝1、y＝1。

2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于：所述MxOy@C多孔核壳纳米复合材料为平均粒径200～400nm的纳米片。

3.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于：所述MxOy@C多孔核壳纳米复合材料为平均粒径100-150nm的纳米块。

4.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于：所述MxOy@C多孔核壳纳米复合材料为平均粒径30-100nm的纳米球。

5.根据权利要求1-4任一所述的纳米复合材料，其特征在于：

所述多孔碳纳米结构壳层的厚度为20-100nm。

6.一种权利要求1-5任一所述的MxOy@C多孔核壳纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将可溶性M金属盐、葡萄糖以及氯化钠共同溶解于水中，搅拌后得到均一混合溶液；

(2)加热后形成粘稠物；

(3)将步骤(2)得到的粘稠物干燥，得到氯化钠包覆的M金属盐-葡萄糖复合结晶粉末；

(4)将研磨好的复合结晶粉末在氩气氛围下煅烧，M金属盐分解形成M金属氧化物，葡萄糖在高温氩气保护下热解的碳将所述M金属氧化物还原成M金属纳米颗粒，并在M金属纳米颗粒周围形成均匀厚度的多孔碳纳米结构；

(5)将步骤(4)得到的纳米结构在空气中煅烧，氧化后得到多孔碳结构包覆的MxOy纳米颗粒复合材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：通过控制所述可溶性M金属盐与葡萄糖的质量比为1:2-2:1，得到不同形貌、尺寸的MxOy@C多孔核壳纳米复合材料。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的混合溶液中，氯化钠的质量浓度为10-20％。

9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)加热后形成粘稠物包括：加热使葡萄糖变性增加粘度络合M金属离子，之后搅拌、蒸发溶液，直至溶液颜色变深变黑，停止搅拌，继续加热至溶液呈粘稠状。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述恒温为60-95℃，磁力搅拌并蒸发溶液2-6小时。

11.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述干燥是在60-95℃的干燥箱中干燥12-24小时。

12.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)具体为：将研磨好的复合结晶粉末转入真空管式炉中，在450-750℃，氩气氛围下，流速50-200mL/min，煅烧2-4小时，M金属盐分解形成M金属氧化物，葡萄糖在高温氩气保护下热解的碳将M氧化物还原成M金属纳米颗粒，并在M金属纳米颗粒周围形成均匀厚度20-100nm的多孔碳纳米结构。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：在温度750℃下，煅烧2小时。

14.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)具体为：将步骤(4)得到的纳米结构在空气中200-350℃下煅烧4-12小时，氧化后得到多孔碳结构包覆的MxOy纳米颗粒复合材料。

15.一种权利要求6-14任一所述的MxOy@C多孔核壳纳米复合材料的用途，其特征在于：

用于制作电极材料、超级电容或电化学析氧催化剂。