[发明专利]一种NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用，属于电化学技术领域，本发明将氧化石墨烯与溶剂混合后进行第一超声处理得到氧化石墨烯分散液，所述溶剂为DMF、乙醇和水的混合液；将可溶性钴盐、可溶性镍盐、均苯三甲酸和所述氧化石墨烯分散液混合后进行第二超声处理；将所述第二超声处理后的混合液和三乙胺混合后进行第三超声处理得到NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料。本发明提供的NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料的制备方法简单，且制备得到的复合材料具有较好的电催化氧气析出反应的性能。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，特别涉及一种NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

开发先进的能量储存和转换技术是有效利用可再生清洁能源的重要途径，对改善能源消费结构，缓解能源危机和环境污染具有重要意义。近年来很多新型高效的能量储存和转换技术，如燃料电池特别是再生式燃料电池、可充电金属-空气电池以及电催化分解水等得到了迅速发展，为高效利用可再生清洁能源发挥了重要作用。但能量储存和转换技术的核心反应之一就是电催化氧气析出反应(OxygenEvolution Reaction，OER)，由于OER动力学反应较慢，在氧气析出程序需要较高的过电势，从而严重制约了能量储存和转换效率。

金属有机骨架(MOFs)是由无机金属离子或团簇与有机配体组装形成的结晶性多孔材料。由于具有很高的孔体积和比表面积，以及可调变的结构和功能等特点，MOF材料在气体存储、分离、催化、传感以及生物医学等领域得到广泛应用。但是，在电催化氧气析出反应中，负载有催化剂的MOF材料的催化性能仍然有待提高。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料料及其制备方法和应用。本发明提供的NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料具有较好的电催化氧气析出反应的性能。

本发明提供了一种NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将氧化石墨烯与溶剂混合后进行第一超声处理，得到氧化石墨烯分散液，所述溶剂为DMF、乙醇和水的混合液；

2)将可溶性钴盐、可溶性镍盐、均苯三甲酸和所述步骤1)中的氧化石墨烯分散液混合后进行第二超声处理，得到第二超声处理后的混合液；

3)将所述步骤2)中第二超声处理后的混合液和三乙胺混合后经第三超声处理进行配位聚合，得到NiCo金属有机骨架纳米球/氧化石墨烯复合材料。

优选地，所述步骤1)中DMF、乙醇和水的体积比为10～20：1：1。

优选地，所述步骤1)中第一超声处理的功率为功率为100w，频率40KHz，时间为10～20min。

优选地，所述步骤2)中可溶性钴盐为CoCl₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O或Ni(CH₃COO)₂·4H₂O。

优选地，所述步骤2)中可溶性镍盐为NiCl₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O或Ni(CH₃COO)₂·4H₂O。

优选地，所述步骤2)中可溶性钴盐、可溶性镍盐、均苯三甲酸和所述步骤1)中的氧化石墨烯的摩尔比为0.375mmol:0.375mmol:0.75mmol：0.05～0.005g。

优选地，所述步骤2)中第二超声处理的功率为100w,频率40KHz，时间为5～15min。