[发明专利]一种碳@CoO核壳结构复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纳米管嵌入的氮掺杂的碳@CoO核壳结构复合材料，其特征在于：由碳酸钴和含氮高分子树脂混合，再进行高温碳化得到，具有碳@CoO核壳结构，且碳纳米管嵌入的碳@CoO核壳结构中，其中形成的CoO核直径为10-20nm，所述的含氮高分子树脂为三聚氰胺树脂，所述碳@CoO核壳结构中，包覆CoO的碳壳是氮掺杂的，碳纳米管嵌入和氮掺杂的碳包覆的CoO形成碳@CoO核壳结构是通过一步碳化同时合成。

2.根据权利要求1所述碳纳米管嵌入的氮掺杂的碳@CoO核壳结构复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1）三聚氰胺树脂的制备，以甲醛和三聚氰胺满足一定质量比，将甲醛和三聚氰胺加入三口瓶中配成溶液，在一定条件下反应得到三聚氰胺树脂；

所述步骤1）甲醛和三聚氰胺的质量比为1:3-5，所述步骤1）的反应条件为，在搅拌条件下，逐渐用Na₂CO₃将pH值调至7.0-9.0，升温至70-90℃，反应30-60 min，然后用甲酸将pH值调至5.0-7.0，反应30-60 min，反应完毕后冷却至室温；

步骤2）碳酸钴-三聚氰胺树脂粉末的制备，以一定质量比，将步骤1）所得三聚氰胺树脂粉末、碳酸钴和水进行混合，搅拌1-2 h；然后烘干、粉碎、研磨，得到碳酸钴-三聚氰胺树脂粉末；

步骤3）碳纳米管嵌入的氮掺杂的碳@CoO核壳结构复合材料的制备，将步骤2）得到的碳酸钴-三聚氰胺树脂粉末，在一定条件下煅烧，即可得到碳纳米管嵌入的氮掺杂的碳@CoO核壳结构复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）的三聚氰胺树脂、碳酸钴和水的质量比为1:2:20。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3）的煅烧条件为在氮气条件下，以升温速率5℃/min，升温至700-900℃进行煅烧，然后保温3-5h。

5.根据权利要求1所述碳纳米管嵌入的氮掺杂的碳@CoO核壳结构复合材料作为超级电容器电极材料的应用，其特征在于：在-0.3-0.4V范围内充放电，在放电电流密度为1 A/g时，比电容可以达到800-900 F/g。