[发明专利]过渡金属金刚烷盐和氧化物纳米复合材料的合成

权利要求书

1.一种制备过渡金属金刚烷羧酸盐的方法，所述方法包含：

混合过渡金属氢氧化物和具有至少一个羧酸部分的金刚烷化合物以形成反应物混合物，过渡金属是M，且所述过渡金属氢氧化物具有式M(OH)₂，且所述金刚烷化合物为1-金刚烷羧酸，

其中所述过渡金属氢氧化物和所述1-金刚烷羧酸呈提供0.5:1至1.0:1的M²⁺与1-金刚烷羧酸的摩尔比的量混合；和

在100℃至150℃的反应温度下水热处理所述反应物混合物至少12小时以形成所述过渡金属金刚烷羧酸盐。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述具有式M(OH)₂的过渡金属氢氧化物中，M选自Co、Cu和Ni。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述过渡金属氢氧化物是Co(OH)₂且所述反应温度为110℃。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述过渡金属氢氧化物是Ni(OH)₂且所述反应温度为150℃。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述过渡金属氢氧化物是Cu(OH)₂且所述反应温度为110℃。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述反应温度还可以是100℃至180℃。

7.一种制备纳米复合材料的方法，所述方法包含：

通过在大于200℃的分解温度下在空气中加热过渡金属金刚烷羧酸盐至少1小时的分解时间来热分解所述过渡金属金刚烷羧酸盐以形成所述纳米复合材料，其中所述纳米复合材料包含分散在碳载体上的过渡金属氧化物颗粒；

所述过渡金属金刚烷羧酸盐通过以下制备：

混合过渡金属氢氧化物和具有至少一个羧酸部分的金刚烷化合物以形成反应物混合物，其中M是过渡金属且所述过渡金属氢氧化物具有式M(OH)₂，且所述金刚烷化合物为1-金刚烷羧酸，

其中所述过渡金属氢氧化物和所述1-金刚烷羧酸呈提供0.5:1至1.0:1的M²⁺与1-金刚烷羧酸的摩尔比的量混合；和

在100℃至150℃的反应温度下水热处理所述反应物混合物至少12小时以形成所述过渡金属金刚烷羧酸盐。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述分解温度为至少450℃。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中以所述纳米复合材料的总重量计，所述纳米复合材料包含70重量％至80重量％的金属氧化物和20重量％至30重量％的碳。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述过渡金属金刚烷羧酸盐包含Co-AC，且所述纳米复合材料包含微孔基质和氧化钴微晶。

11.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述过渡金属金刚烷羧酸盐包含Ni-AC，且所述纳米复合材料包含构形为多孔纳米晶须的NiO晶体。

12.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述过渡金属金刚烷羧酸盐包含Cu-AC，且所述纳米复合材料包含碳片和负载在碳片上的氧化铜纳米颗粒。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述氧化铜包含CuO、Cu₂O或CuO和Cu₂O的混合物。

14.一种催化剂体系，其包含：

(a)过渡金属金刚烷羧酸盐，其通过以下制备：

混合过渡金属氢氧化物和具有至少一个羧酸部分的金刚烷化合物以形成反应物混合物，过渡金属是M且所述过渡金属氢氧化物具有式M(OH)₂，且所述金刚烷化合物为1-金刚烷羧酸，

其中所述过渡金属氢氧化物和所述1-金刚烷羧酸呈提供0.5:1至1.0:1的M²⁺与1-金刚烷羧酸的摩尔比的量混合；和

在100℃至150℃的反应温度下水热处理所述反应物混合物至少12小时以形成所述过渡金属金刚烷羧酸盐；

(b)纳米复合材料，通过以下制备：

通过在大于200℃的分解温度下在空气中加热所述(a)的过渡金属金刚烷羧酸盐至少1小时来热分解所述过渡金属金刚烷羧酸盐以形成所述纳米复合材料，其中所述纳米复合材料包含分散在碳载体上的过渡金属氧化物颗粒；或

(c)(a)和(b)的混合物。