[发明专利]一种Fe掺杂新型二维Co-MOFs的复合材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料，其特征在于：所述复合材料具有无定型结构，以二维Co- MOFs晶体为载体，通过机械研磨法进行过渡金属元素Fe掺杂，Fe原子均匀分布于二维Co- MOFs晶体中；

具体包括以下步骤：

（1）将3，6-双（吡啶-3-基）-1，2，4，5-四嗪加入到DMF溶液中，搅拌均匀，之后在搅拌状态下加入溶解在DMF溶液中的4，4`-二羧基二苯醚溶液，得到混合液；

（2）向步骤（1）的混合液中加入溶解在DMF溶液中的醋酸钴，搅拌得到反应液；

（3）将步骤（2）所得反应液转移至反应釜，进行晶化反应；程序降温至室温后得到混合液a，将混合液a过滤，再经洗涤、干燥后得到所述二维Co- MOFs晶体材料；

（4）在步骤（3）中得到的Co- MOFs晶体材料中加入FeSO₄·7H₂O，Co- MOFs晶体与FeSO₄·7H₂O的摩尔比为1: 1，在乙醇参与下研磨得到Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料Fe@Co-MOFs；

所述二维Co- MOFs晶体为基于四嗪与V-型羧酸双配体的二维超分子材料，化学分子式为{[Co(bptz)₂(oba)₂]·2DMF}_n，其中，bpdz为脱去两个质子的3，6-双（吡啶-3-基）-1，2，4，5-四嗪，oba为脱去两个质子的4，4`-二羧基二苯醚；所述{[Co(bptz)₂(oba)₂]·2DMF}_n的晶体结构属于单斜晶型，空间群为P21/c，晶胞参数为：a=13.942(2) Å，b=13.186(19) Å，c=18.636(3) Å，α=γ=90.00 °，β=111.41°。

2.根据权利要求1所述的Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料，其特征在于：以0.05 mmol醋酸钴为基准，所述醋酸钴、3，6-双（吡啶-3-基）-1，2，4，5-四嗪和4，4`-二羧基二苯醚的摩尔比为1：1：1。

3.根据权利要求1所述的Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料，其特征在于：所述步骤（1）-（2）中的三次的DMF溶液用量相同，共计6mL。

4.根据权利要求1所述的Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料，其特征在于：所述步骤（3）中晶化反应的温度为85 ℃，时间为48~72 h。

5.根据权利要求1所述的Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料，其特征在于：所述步骤（3）中以5℃/h的速度程序降温。

6.如权利要求1所述的Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料作为碱性OER电催化剂的应用。

7.如权利要求6所述的应用，在电流密度为50 mA·cm^-2的电流密度下，所述Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料的过电位在240mV~250 mV之间。

8.如权利要求7所述的应用，在电流密度为50 mA·cm^-2的电流密度下，所述Fe掺杂二维Co- MOFs的复合材料经过11h的电化学稳定性测试后，OER的过电位升高22mV。