[发明专利]一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，所述MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料，以泡沫铜为基底；所述泡沫铜的表面生长具有MOF复合的氢氧化铜纳米棒阵列；所述MOF为ZIF-67，其特征在于，包括以下步骤：

1）将过硫酸铵水溶液和氢氧化钾水溶液配制成前驱体溶液，将泡沫铜浸入所述前驱体溶液中进行反应，反应结束后，洗涤干燥，得到表面生长有金属铜氢氧化物纳米棒阵列的泡沫铜；

2）将步骤1）所得表面生长有氢氧化铜纳米棒阵列的泡沫铜放入ZIF-67的前驱体溶液中，反应一段时间，水洗干燥，得到未经脱水的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料；

3）将步骤2）所得未经脱水的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料进行退火处理，得到最终产物MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述过硫酸铵和所述氢氧化钾的摩尔比为0.5~4：20~50。

3.根据权利要求2所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述过硫酸铵和所述氢氧化钾的摩尔比为1：25。

4.根据权利要求1所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述过硫酸铵水溶液的浓度为0.1-1mol/L；所述氢氧化钾水溶液的浓度为6-15mol/L。

5.根据权利要求1所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述反应的温度为常温，时间为10-60min。

6.根据权利要求1所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述ZIF-67的前驱体溶液由下述方法配制得到：

将钴盐和二甲基咪唑分别溶于甲醇中，配制成A、B溶液，再将AB溶液进行混合，得所述ZIF-67的前驱体溶液。

7.根据权利要求6所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述钴盐与所述二甲基咪唑的摩尔比为1~2：4~8；所述钴盐为硝酸钴、氯化钴、硫酸钴中的一种或几种。

8.根据权利要求6所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述A溶液中溶质的浓度范围为0.01~0.1 mol/L，所述B溶液中溶质的浓度范围为0.1~0.4 mol/L。

9.根据权利要求1所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述反应具体为：先常温搅拌1-10min，然后停止搅拌，避光静置反应10~24h。

10.根据权利要求1所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述退火处理的具体步骤为：通入Ar气条件下，以5℃/min的速率升温至280-320℃，保温1~3h后，以5℃/min的速率降温至室温。