[发明专利]负载有钴基化合物的碳纳米纤维及其制法和应用

权利要求书

1.一种负载有钴基化合物的碳纳米纤维，其特征在于，包含一维氮掺杂碳纳米纤维骨架，和负载于所述碳纳米纤维骨架表面的钴基化合物，所述钴基化合物选自四氧化三钴、磷化钴或二硫化钴，所述四氧化三钴的质量占所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维的50-80％，所述二硫化钴的质量占所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维的12-25％，所述磷化钴的质量占所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维的5-10％。

2.根据权利要求1所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维，其中，所述碳纳米纤维由包含下述步骤的方法制备得到：

(1)将聚丙烯腈溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，加入钴盐，形成纺丝溶液；

(2)将所述纺丝溶液进行静电纺丝，得到含钴盐的聚丙烯腈纤维；

(3)将步骤(2)所得聚丙烯腈纳米纤维进行氧化处理；或者，将步骤(2)所得聚丙烯腈纳米纤维进行碳化处理后，得到含有钴单质的碳纳米纤维，再经硫化处理或磷化处理；得到所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维。

3.根据权利要求2所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维，其中，步骤(1)中，所述聚丙烯腈与钴盐的质量比为1：(1.25～2.5)，优选为1：(2.25-2.5)。

4.根据权利要求2或3所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维，其中，步骤(3)中，所述氧化处理的温度为600-800℃，优选为600-650℃。

5.根据权利要求2-4任一项所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维，其中，步骤(3)中，所述碳化处理的温度为600-800℃，优选为700-750℃。

6.根据权利要求2-5任一项所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维，其中，步骤(3)中，所述硫化或磷化处理包括下述步骤：

将所述含有钴单质的碳纳米纤维放入管式炉中，在上游放置次磷酸钠或硫粉，在300～400℃，煅烧1～5h，完成硫化或磷化过程。

7.一种负载有钴基化合物的碳纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将聚丙烯腈溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，加入钴盐，形成纺丝溶液；

(2)将所述纺丝溶液进行静电纺丝，得到含钴盐的聚丙烯腈纤维；

(3)将步骤(2)所得聚丙烯腈纳米纤维进行氧化处理；或者，将步骤(2)所得聚丙烯腈纳米纤维进行碳化处理后，得到含有钴单质的碳纳米纤维，再经硫化处理或磷化处理；得到所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维。

8.一种无酶葡萄糖传感器电极材料，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维。

9.一种无酶葡萄糖传感器电极，其特征在于，包括权利要求8所述电极材料。

10.权利要求1-6任一项所述负载有钴基化合物的碳纳米纤维、权利要求8所述无酶葡萄糖传感器电极材料，或权利要求9所述无酶葡萄糖传感器电极在葡萄糖检测领域的应用。