[发明专利]一种一维多孔碳纳米管的制备方法

摘要

本发明涉及了一种一维多孔碳纳米管的制备方法，所述一维多孔碳纳米管为氮掺杂一维多孔碳纳米管或氮钴共掺杂一维多孔碳纳米管；以ZnO纳米线为核、单金属类沸石咪唑酯骨架化合物ZIF‑8或双金属杂化类沸石咪唑酯骨架化合物Zn/Co‑ZIF为壳的ZnO@ZIF‑8和ZnO@Zn/Co‑ZIF前驱体；接着将ZnO@ZIF‑8或ZnO@Zn/Co‑ZIF在惰性气氛中高温煅烧，得到一维多孔碳纳米管。本发明合成方法简单，不需用酸洗除去核层模板，可实现环境友好的制备工艺；制得的碳纳米管比表面积高，催化活性位点丰富，在电化学储能、催化和金属空气电池等领域具有很大的应用潜力。

主权项

一种一维多孔碳纳米管的制备方法，所述一维多孔碳纳米管以ZnO纳米线为模板和Zn源制备而成，所述一维多孔碳纳米管为氮掺杂一维多孔碳纳米管或氮钴共掺杂一维多孔碳纳米管，其特征在于：所述氮掺杂一维多孔碳纳米管制备方法包括以下步骤：1)前驱体的制备：将ZnO纳米线加入到DMF与水组成的混合溶液中，在室温下超声充分扩散；加入2‑甲基咪唑，混合均匀后将溶液转移至水热釜中，将反应釜置于恒温烘箱中反应3‑5h，反应结束后，经离心分离、洗涤、干燥，得到ZnO@ZIF‑8前驱体；2)碳化步骤：将ZnO@ZIF‑8前驱体置于管式炉中，在惰性气体的氛围中升温碳化，然后自然冷却至室温，得到单分散氮掺杂一维多孔碳纳米管，所述单分散氮掺杂一维多孔碳纳米管比表面积为400‑600m2g‑1；所述氮钴共掺杂一维多孔碳纳米管的制备方法包括以下步骤：1)前驱体的制备：将ZnO纳米线加入到DMF与水组成的混合溶液中，在室温下超声充分扩散；加入2‑甲基咪唑，混合均匀后加入钴盐，最后将溶液转移至水热釜中，将反应釜置于恒温烘箱中反应3‑5h，反应结束后，经离心分离、洗涤、干燥，得到ZnO@Zn/Co‑ZIF前驱体；2)碳化步骤：将ZnO@Zn/Co‑ZIF前驱体置于管式炉中，在惰性气体的氛围中升温碳化，然后自然冷却至室温，得到氮钴共掺杂一维多孔碳纳米管，所述氮钴共掺杂一维多孔碳纳米管比表面积为400‑600m2g‑1。