[发明专利]一种氮掺杂石墨烯-碳纳米管-四氧化三钴杂化材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂石墨烯-碳纳米管-四氧化三钴杂化材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）通过化学剥离法制备氧化石墨烯分散液，具体流程为：

首先，将5~10g石墨粉、5~10 g硝酸钠、114~228 mL浓硫酸加入烧瓶中，于冰水浴中搅拌10~20min，加入12~24 g高锰酸钾，将烧瓶移入35 ℃油浴中加热搅拌60~90 min；

随后，将该混合物转移至230~460mL去离子水中，在98℃油浴中继续搅拌90~120min，停止加热，自然冷却至室温；

然后，往该混合物中加入360~720mL去离子水和40~80mL 30％过氧化氢，搅拌2~3 h；将沉淀用5％稀盐酸抽滤洗涤3-5遍，并干燥，得到氧化石墨；

最后，取一定质量的氧化石墨在一定体积的去离子水中超声1~2 h，即得到浓度为1~4mg/L的氧化石墨烯分散液；

（2）将原始碳纳米管投入一定体积的上述氧化石墨烯分散液中超声1.5~2 h，然后离心除去底部沉淀，得到稳定分散的浓度为1.5~6 mg/mL的氧化石墨烯-碳纳米管分散液；

（3）取20~40 mL氧化石墨烯-碳纳米管分散液，依次加入乙酸钴、氨水，并超声25-35min，得到混合液；

（4）将配置好的混合液转移至50~100 mL水热釜中进行一步水热反应；

（5）将黑色沉淀用去离子水洗涤3-5遍，并于60℃烘箱中干燥9~12 h，得到最终产物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的氧化石墨烯-碳纳米管分散液中，氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为1.5:1—2.5:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的乙酸钴的量为0.025~0.2 mmol，氨水的量为2-2.5 mL。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的水热反应条件为150~180℃维持3~4 h。

5.由权利要求1-4之一所述制备方法得到的氮掺杂石墨烯-碳纳米管-四氧化三钴杂化材料。

6.如权利要求5所述的氮掺杂石墨烯-碳纳米管-四氧化三钴杂化材料作为高效氧还原反应催化剂的应用。