[发明专利]一种碳纳米管基催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纳米管基催化剂，其特征在于，包括氮掺杂碳纳米管和负载在所述氮掺杂碳纳米管中的铱-钴纳米颗粒，所述铱-钴纳米颗粒为铱掺杂钴纳米颗粒。

2.如权利要求1所述的碳纳米管基催化剂，其特征在于，所述铱-钴纳米颗粒与氮掺杂碳纳米管的质量比为1：(1～3)。

3.如权利要求1或2所述的碳纳米管基催化剂，其特征在于，所述铱-钴纳米颗粒中的铱和钴的质量比为1：(10～40)。

4.如权利要求3所述的碳纳米管基催化剂，其特征在于，所述铱-钴纳米颗粒的粒径为10～20nm；

所述氮掺杂碳纳米管的氮掺杂量为1～10wt％，直径为10～20nm，长径比为1：(50～150)。

5.权利要求1～4任一项所述碳纳米管基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将钴盐溶液和2-甲基咪唑溶液第一混合，进行络合，得到钴MOFs；

将所述钴MOFs、铱盐和极性溶剂第二混合，进行铱离子吸附，得到吸附铱的钴MOFs；

将所述吸附铱的钴MOFs和有机氮源第三混合后进行热解处理，得到所述碳纳米管基催化剂。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钴盐溶液中的钴盐包括钴的硫酸盐、钴的氯化物、钴的硝酸盐和钴的醋酸盐中的一种或几种；

所述钴盐溶液中的钴盐和所述2-甲基咪唑溶液中的2-甲基咪唑的摩尔比为1：(1～8)。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述铱盐包括三氯化铱、醋酸铱、乙酰丙酮铱和四氯化铱中的一种或几种；

所述极性溶剂包括无水乙醇、甲醇和水中的一种或几种；

所述铱盐和钴MOFs的质量比为1：(5～20)。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机氮源包括双氰胺、尿素和三聚氰胺中的一种或几种；

所述吸附铱的钴MOFs和有机氮源的质量比为1：(25～100)。

9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述热解处理在保护气氛中进行；

所述热解处理的温度为800～1000℃，保温时间为2～4h；升温至所述热解处理的温度的升温速率为1～3℃/min。

10.权利要求1～4任一项所述碳纳米管基催化剂或权利要求5～9任一项所述制备方法制备得到的碳纳米管基催化剂在电解水析氢反应或燃料电池中的应用。