[发明专利]基于金属有机框架的非贵金属/碳复合材料的制备方法、非贵金属/碳复合材料及其应用

权利要求书

1.一种基于金属有机框架的非贵金属/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备金属有机框架配合物；

（2）将步骤（1）中得到的金属有机框架配合物与非贵金属化合物和/或杂原子化合物分别置于敞口容器中，再将敞口容器共同放置于一密闭容器中进行热处理，得到金属有机框架配合物复合材料；所述非贵金属化合物和/或杂原子化合物的用量为金属有机框架配合物质量的0.5-20%；热处理温度为80-200℃，热处理时间为3-12h；

（3）将步骤（2）中得到的金属有机框架配合物复合材料在惰性气氛下碳化处理即得到非贵金属/碳复合材料；

所述非贵金属化合物为羰基钨、羰基钴、羰基镍、羰基铁、二茂铁、二茂铁甲醇、二茂钴、二茂镍和氯化铁的一种或多种；所述杂原子化合物为三乙醇胺、硫脲、尿素和三聚氰胺的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备金属有机框架配合物包括以下步骤：将金属盐与有机配体分别加入有机溶液中溶解，溶解后再混合，在25-100℃下搅拌2-12h，再静置12-24h，收集析出的沉淀，再对沉淀进行离心、过滤、冲洗、烘干即得到所述金属有机框架配合物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐为锆盐、铜盐、铁盐、锌盐、镍盐、钴盐和钼盐中的一种或多种；所述有机配体为咪唑、甲基咪唑、2-甲基咪唑、苯并咪唑、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、苯并咪唑甲酸、吡啶和联吡啶的一种或多种；所述有机试剂为甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶于有机溶液后，控制金属盐有机溶液中金属盐的浓度为10-50mmol/L，所述有机配体的浓度为金属盐浓度的4-8倍。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，惰性气氛由氮气、氩气或氩/氢混合气提供，加热处理时，控制温度为600-1000℃，时间为2-4h。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的制备方法得到的基于金属有机框架的非贵金属/碳复合材料。

7.一种如权利要求6所述的非贵金属/碳复合材料的应用，其特征在于，将所述非贵金属/碳复合材料作为氧还原催化剂材料，并将所述氧还原催化剂材料用于制备金属空气电池或燃料电池的阴极。