[发明专利]一种锂氧电池阴极亲锂-钴锰复合金属基有机框架催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种锂氧电池阴极亲锂-钴锰复合金属基有机框架催化剂的制备方法，其特征是：

具体步骤如下：

(1)将乙酸钴、乙酸锰和对苯二甲酸按照摩尔比0.65:0.65:1加入到N,N-二甲基甲酰胺中，配成乙酸钴-乙酸锰-对苯二甲酸-N,N-二甲基甲酰胺混合溶液；

(2)将乙酸钴-乙酸锰-对苯二甲酸-N,N-二甲基甲酰胺混合溶液转移到水热釜中，在150℃～180℃下水热反应18h～40h；

(3)将水热反应后的反应物加入乙醇溶液，超声分散15min～30min；将分散后的溶液沉降，弃去上层清液；重复上述清洗方式5次～8次；

(4)将洗涤后的反应物进行离心处理，转速5000r/min～7000r/min，时间8min～10min，弃去上清液，保留离心产物；

(5)将离心产物，在70℃～80℃的条件下干燥12小时～20小时；研磨过筛后，得到钴锰复合金属基有机框架催化材料。

2.根据权利要求1所述的锂氧电池阴极亲锂-钴锰复合金属基有机框架催化剂的制备方法，其特征是：所述N,N-二甲基甲酰胺与乙酸钴的摩尔比为2:1～5:1。

3.根据权利要求1所述的锂氧电池阴极亲锂-钴锰复合金属基有机框架催化剂的制备方法，其特征是：步骤(3)所述乙醇溶液的质量浓度为40％～60％。

4.根据权利要求1所述的锂氧电池阴极亲锂-钴锰复合金属基有机框架催化剂的制备方法，其特征是：研磨过筛时，过250目筛网。

5.一种如权利要求1所述的锂氧电池阴极亲锂-钴锰复合金属基有机框架催化剂的制备方法制备的钴锰复合金属基有机框架催化材料在锂氧电池阴极中的应用。

6.根据权利要求5所述的钴锰复合金属基有机框架催化剂材料催化材料在锂氧电池阴极中的应用，所述锂氧电池阴极包活支撑层、整平层和催化层三部分，其特征是：所述催化层制备时，催化层浆料配制使用的复合催化剂，所述复合催化剂是质量比为2:1的钴锰复合金属基有机框架催化材料和Pt/C催化剂。

7.根据权利要求6所述的钴锰复合金属基有机框架催化材料在锂氧电池阴极中的应用，其特征是：所述催化层浆料的制备方法如下：

分别称取碳粉和复合催化剂，混合均匀，加入质量浓度为5％的PTFE溶液作为粘结剂，所述碳粉、催化剂和粘结剂的质量比为75:10:15，超声分散2小时，得到催化层浆料。

8.根据权利要求5所述的所述的钴锰复合金属基有机框架催化剂材料在锂氧电池阴极中的应用，其特征是：

所述支撑层浆料的制备方法如下：

将碳纸浸泡在质量浓度为5％的聚四氟乙烯溶液中30min，取出自然晾干，而后在350℃加热1h。

9.根据权利要求5所述的钴锰复合金属基有机框架催化材料在锂氧电池阴极中的应用，其特征是：所述整平层浆料采用通过化学沉淀法合成ZnO/CNT纳米复合材料，其中选择Zn(OAc)₂·2H₂O作为Zn源，LiOH·H₂O作为沉淀剂，乙醇作为溶剂。

10.根据权利要求9所述的所述的钴锰复合金属基有机框架催化材料在锂氧电池阴极中的应用，其特征是：所述ZnO/CNT整平层浆料的制备方法如下：

(1)将40.0mg CNT和116.0mg Zn(OAc)₂·2H₂O溶解在25mL乙醇中，得到溶液A；

(2)将46.0mg LiOH·H₂O浸入25mL乙醇中，得到溶液B；

(3)在连续搅拌的条件下，将溶液B缓滴加到溶液A中，形成黑色凝胶；在180℃下干燥12h后，收集ZnO/CNT纳米复合材料；

(4)称取ZnO/CNT纳米复合材料置入小烧杯内，按照ZnO/CNT纳米复合材料与粘结剂质量比4:1加入粘结剂，所述粘结剂是质量浓度为15％的PTFE溶液，超声分散2h，得到整平层浆料。