[发明专利]一种基于Co-MOF的多孔复合自支撑催化剂的制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于Co-MOF的多孔复合自支撑催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）制备多孔Co-MOF/MF复合材料

将0.8-1.0 mmol Co(NO₃)₃•6H₂O 溶解在 2-3 mL水中，制得Co(NO₃)₃水溶液；

将1 cm × 1cm × 0.5 cm活化的三聚氰胺泡沫MF浸渍在Co(NO₃)₃水溶液中，振摇吸附20-30 min后，加入8-10 mL、含0.5-0.6 mmol 三聚氰酸H₃CA 的DMF溶液，继续振摇吸附20-30 min；

将该混合物置入微波炉中加热40-50 min，微波炉功率为100-120 W、反应温度为120-140 ℃，自然冷却到室温，取出三聚氰胺泡沫；将其用水洗涤3次后，95 ℃干燥至恒温，制得多孔Co-MOF/MF复合材料；

（2）多孔Co-MOF/MF复合材料的氧化-热解

将多孔Co-MOF/MF复合材料，置于管式炉中，空气气氛下300 ℃氧化-热解2 h，制得Co₃O₄纳米粒子负载在碳氮基质上的多孔自支撑复合材料，即基于Co-MOF的多孔复合自支撑催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种基于Co-MOF的多孔复合自支撑催化剂的制备方法，其特征在于，所述活化的三聚氰胺泡沫，是将三聚氰胺泡沫依次用丙酮、水、3M的稀盐酸、水各超声洗涤3 min后，除去表面的污渍并活化；95℃干燥至恒重制得。

3.根据权利要求1所述的一种基于Co-MOF的多孔复合自支撑催化剂的制备方法，其特征在于，所述Co-MOF，为金属有机框架物，其化学式为：[Co(II)(H₂CA)₂(H₂O)]n；Co-MOF的一个结构单元是由一个Co(II)正离子、2个H₂CA(I)负离子和一个水分子构成。

4.根据权利要求1所述的一种基于Co-MOF的多孔复合自支撑催化剂的制备方法，其特征在于，所述三聚氰酸H₃CA，构造式如下：

。

5.根据权利要求1所述的制备方法制备的基于Co-MOF的多孔复合自支撑催化剂用于电催化室温氮气还原的应用。