[发明专利]一种基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料及制备方法

权利要求书

1.基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，该材料包括碳氮基体，由硫化后的前驱体烧结而成，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将锌盐、钴盐、铁盐、2-甲基咪唑混合均匀，置于甲醇溶液中进行共沉淀反应；

(2)将步骤(1)的反应沉淀物利用水和无水乙醇离心清洗，烘干得到前驱体粉末，前驱体中元素为Zn、Co和Fe，其中Zn与Co的摩尔比为0.1～10，Co与Fe的摩尔比为10～100，S与前驱体中Zn、Co、Fe之和的摩尔比为0.5～2；

(3)将前驱体粉末置于无水乙醇溶液中搅拌均匀，再加入硫化剂搅拌加热进行硫化反应；

(4)将步骤(3)硫化后的反应物利用水和无水乙醇离心清洗，烘干得到硫化后的粉末；

(5)将硫化后的粉末置于高温管式炉中，在惰性气体保护下烧结热处理；

(6)将热处理后的材料置于HCL溶液中浸泡，移除掉多余的金属，得到最终的复合材料，即基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料。

2.根据权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，其特征在于，所述锌盐、钴盐、铁盐均为硝酸盐或硫酸盐，硫化剂为硫代乙酰胺、硫化钠或硫脲。

3.根据权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中共沉淀反应的反应时间为20～24小时，所述步骤(3)中硫化反应的温度为85～90℃，反应时间为1小时。

4.根据权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(4)中，离心清洗均为三遍，离心机转速均为9000r/min，烘干条件均为真空干燥箱下60℃烘干24h。

5.根据权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中烧结温度为700～1200℃，时间为3h，保护气体为氩气或氮气。

6.根据权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中浸泡时间为12-24小时。

7.根据权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，其特征在于，所述锌盐、钴盐和铁盐的总量与2-甲基咪唑的摩尔比为1：4，前驱体粉末与硫化剂质量比为1：2。

8.根据权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体粉末中Zn与Co的摩尔比为0.1～10，Co与Fe的摩尔比为10～100，硫化后的反应物中S与Zn、Co、Fe之和的摩尔比为0.5～2。

9.根据权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中还加入K值为90的PVP粉末。

10.由权利要求1所述基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料的制备方法制备得到的基于多金属MOFs衍生的氧还原/析氧双功能催化材料。