[发明专利]一种高比表面空心结构四氧化三钴及其合成方法和应用

权利要求书

1.一种高比表面空心结构四氧化三钴的合成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将葡萄糖充分溶于去离子水中，之后转移至聚四氟乙烯高压釜内，于150～200℃下反应18～36h，冷却后，得到悬浮液；

(2)对步骤(1)所得物进行洗涤、离心、分散，得到沉淀；然后对所得沉淀进行干燥处理，得到碳球模板；

(3)将步骤(2)所得碳球模板与醋酸钴溶于去离子水中，搅拌分散均匀，进行老化处理，得到Co²⁺功能化碳球；

(4)将步骤(3)所得Co²⁺功能化碳球溶于去离子水中，然后加入或不加入聚乙烯吡咯烷酮，再加入醋酸钴和尿素，搅拌均匀，得混合溶液；所述醋酸钴与尿素的质量比为1:5～1:15；

(5)将步骤(4)所得混合溶液转移至高压水热釜内，80～110℃水热反应12h；对所得固体进行洗涤、离心、分散和干燥处理；然后于500～750℃下焙烧6h，即得所述高比表面空心结构四氧化三钴。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述葡萄糖溶液的浓度为1.0～6.0g/mL。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述洗涤是利用的是去离子水和乙醇进行洗涤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥是在60℃下干燥处理12h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述碳球模板的浓度为3～8mg/mL；所述醋酸钴溶液的浓度为3～9mg/mL。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌分散的操作过程为：先搅拌1h，再进行超声分散1h；所述老化处理时间为12h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度为10～40mg/mL；所述尿素溶液的浓度为0.1～0.4g/mL。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述洗涤、离心、分散和干燥处理的操作方法为：用去离子水和乙醇洗涤、离心、分散，循环六次，60℃干燥12h；进行所述焙烧时，升温速率为2℃/min；步骤(1)和步骤(5)中，所述高压水热釜为内衬聚四氟乙烯的水热釜。