[发明专利]空心多面体四氧化三钴‑二氧化铈复合氧化物材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种空心多面体Co3O4‑CeO2复合氧化物材料的制备方法，以钴盐和咪唑衍生物为原料，无水乙醇和甲醇为反应介质，通过化学沉淀法制备出多面体沸石咪唑框架化合物ZIF‑67；然后再以铈盐和制备的ZIF‑67为原料，无水乙醇和N,N‑二甲基甲酰胺为反应介质，通过简单的离子交换和在空气氛围下煅烧，即可制备出空心多面体Co3O4‑CeO2复合氧化物材料。该材料的表面粗糙且疏松多孔，形貌规则均一，其粒子尺寸大小约为180 nm，经试验发现空心多面体Co3O4‑CeO2复合氧化物作为电极材料时，具有高的比电容量和良好的循环稳定寿命，表明该材料在电化学能量存储中有着潜在的应用价值。

主权项

一种空心多面体Co3O4‑CeO2复合氧化物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）多面体沸石咪唑框架化合物ZIF‑67的制备：将钴盐溶于无水乙醇和甲醇的混合溶剂中获得A溶液，将咪唑衍生物溶于无水乙醇和甲醇的混合溶剂中获得B溶液，将A溶液与B溶液混匀后，经静置、分离、洗涤、干燥后，即获得多面体沸石咪唑框架化合物ZIF‑67；其中，A溶液中钴盐的浓度为0.0125‑0.125 mol· L‑1，B溶液中咪唑衍生物的浓度为0.0375‑0.625 mol· L‑1；2）空心多面体Co3O4‑CeO2复合氧化物材料的制备：将铈盐溶于无水乙醇和N, N‑二甲基甲酰胺的混合溶剂中获得C溶液，然后将多面体沸石咪唑框架化合物ZIF‑67分散到C溶液中，室温下搅拌6‑12 h后，经分离、洗涤、干燥后，于空气氛围下400‑450 ℃煅烧30‑60 min，即获得空心多面体Co3O4‑CeO2复合氧化物材料。