[发明专利]四氧化三钴—生物模板复合材料及其应用

权利要求书

1.一种四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，包括：烧结后形成三维碳骨架的蝴蝶翅膀和均匀负载在该三维碳骨架上的Co₃O₄颗粒，所述Co₃O₄颗粒由径向分布的Co₃O₄纳米线组成；

其中，所述Co₃O₄—生物模板复合材料按照下述步骤予以制备：

步骤1，在30-40质量份的去离子水中加入Co(NO₃)₂·6H₂O、C₄H₄KNaO₆·4H₂O、H₂NCONH₂和NH₄F并均匀分散，得到前驱体混合溶液，其中，按物质的量计，Co(NO₃)₂·6H₂O、C₄H₄KNaO₆·4H₂O、H₂NCONH₂和NH₄F的比为(0.2-0.5)：(0.2-0.3)：(2-3)：1；将蝴蝶翅膀放入所述前驱体混合溶液中，在100-130℃水热反应4-6小时；

步骤2，水热反应结束后，用去离子水清洗掉残留在蝴蝶翅膀上的固体，清洗后将蝴蝶翅膀从室温20-25℃升温至200-450℃，并于200-450℃烧结2-4小时，自然冷却至室温，得到Co₃O₄—生物模板复合材料。

2.根据权利要求1所述的四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，在所述步骤1中，按物质的量计，Co(NO₃)₂·6H₂O、C₄H₄KNaO₆·4H₂O、H₂NCONH₂和NH₄F的比为(0.23-0.5)：(0.25-0.3)：(2.5-2.8)：1

3.根据权利要求1所述的四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，在所述步骤1中，将蝴蝶翅膀放入所述前驱体混合溶液前，将蝴蝶翅膀放入无水乙醇中进行浸泡，浸泡20-60min后，用去离子水冲洗2-10次。

4.根据权利要求1所述的四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，在所述步骤1中，选用搅拌或者超声进行均匀分散。

5.根据权利要求1所述的四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，在所述步骤1中，在去离子水中加入Co(NO₃)₂·6H₂O、C₄H₄KNaO₆·4H₂O、H₂NCONH₂和NH₄F，磁力搅拌20-60min至均匀分散，得到前驱体混合溶液。

6.根据权利要求1所述的四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，在所述步骤2中，将蝴蝶翅膀在350-450℃烧结2-4小时。

7.根据权利要求1所述的四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，在所述步骤2中，升温速度为5-10℃/min。

8.根据权利要求1所述的四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，所述Co₃O₄纳米线的长度为400-600纳米。

9.根据权利要求8所述的四氧化三钴—生物模板复合材料，其特征在于，所述Co₃O₄纳米线的长度为500-580纳米。

10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的四氧化三钴—生物模板复合材料在检测甲醇中的应用，检测甲醇气体的浓度低至50ppm，响应时间最短为36s，响应时间最长为90s，恢复时间最短为39s，恢复时间最长为92s。