[发明专利]一种氮掺杂的磷化钴/纳米碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮掺杂的磷化钴/纳米碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：将磷源、钴源、合成凝胶的单体在聚合助剂下聚合，得到双网络水凝胶；所述的磷源为聚乙烯基膦酸；合成凝胶的单体为丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；

步骤(2)：双网络水凝胶经冷冻干燥处理，得到干凝胶；

步骤(3)：干凝胶在保护性气氛、750-1000℃下煅烧；

步骤(4)：将煅烧产物与纳米碳材料复合，即得所述的氮掺杂的磷化钴/纳米碳复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的钴源为Co²⁺的水溶性盐。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，磷源、钴源中P/Co的摩尔比为8-0.25：1。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，合成凝胶的单体与磷源的质量比例为0.5~2。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚合助剂包括交联剂、引发剂和还原剂；

其中，交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；用量为单体的摩尔数的0.02%~2%；

引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种；用量为单体质量的0.02%~5%；

所述还原剂为N,N,N,N,-四甲基乙二胺；用量为引发剂质量的10%~85%。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，纳米碳材料为碳纳米管、石墨烯基材料中的至少一种；纳米碳材料与煅烧产物的质量比为10%~40%。

7.一种权利要求1~6任一项所述的制备方法制得的氮掺杂的磷化钴/纳米碳复合材料，其特征在于，N含量为1~5 atm%；磷化钴为CoP、Co₂P中的至少一种，含量为40~80wt.%。

8.一种权利要求7所述的氮掺杂的磷化钴/纳米碳复合材料的应用，其特征在于，作为析氢材料。