[发明专利]碳限域金属或金属氧化物复合纳米结构材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.碳限域金属或金属氧化物复合纳米结构材料的制备方法，所述的碳限域金属或金属氧化物复合纳米结构材料由金属或金属氧化物纳米晶堆积成特定形貌，碳层均匀包覆在其表面，所述的碳层是由均匀的金属有机框架MOF包覆层碳化而得，所述的纳米晶的直径为8~50纳米，由金属或金属氧化物纳米晶堆积而成的介孔均匀分布在所述材料表面与内部，所述材料具有的比表面积为50~120 m² g^-1，其包括如下步骤：

S1采用水热、溶剂热、静电纺丝或共沉淀法制备出金属氧化物或金属氢氧化物前驱体；

S2将金属氧化物或金属氢氧化物前驱体与相应的配体同时置于真空烘箱中，将体系抽真空至100 ~ 150 Pa；所述的配体为2-甲基咪唑或对苯二甲酸，相应得到氮掺杂或无氮掺杂的碳层；

S3根据所选用的有机配体将真空烘箱升温至设定温度进行保温处理；所述的设定温度为60~220 ℃，保温处理时间为40 min ~ 24 h；

S4根据所需要的金属有机框架MOF包覆层的厚度，设定相应的保温时间，得到MOF包覆的金属氧化物或金属氢氧化物纳米结构；

S5将步骤S4所得到的MOF包覆的金属氧化物或金属氢氧化物纳米结构置于还原、惰性或/和空气气氛中烧结，即可得到碳限域金属或金属氧化物复合纳米结构材料，其结构保持了金属氧化物或金属氢氧化物前驱体的形貌特征。

2.根据权利要求1所述的碳限域金属或金属氧化物复合纳米结构材料的制备方法，其特征在于：所述的金属氧化物前驱体为CoONiO介孔纳米线阵列、MnCo₂O₄介孔纳米管、ZnO纳米棒或Zn₃Mo₂O₉纳米片，所述的金属氢氧化物为CoSn(OH)₆纳米空心立方块。

3.根据权利要求1所述的碳限域金属或金属氧化物复合纳米结构材料的制备方法，其特征在于所述的烧结的温度为200 ~ 900 ℃，烧结时间为1 ~ 5 h。