[发明专利]一种氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料及制备方法与应用

权利要求书

1.一种氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料，其特征是，包括氮掺杂石墨烯及Co_5.47N纳米颗粒，所述氮掺杂石墨烯表面有蠕虫状迹线的孔状结构，Co_5.47N纳米颗粒镶嵌在蠕虫状迹线的孔状结构的末端。

2.如权利要求1所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料，其特征是，石墨烯为还原氧化石墨烯。

3.权利要求1所述的一种氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征是，向氧化石墨烯的分散液中依次加入醋酸钴、单宁酸混合均匀获得悬浮液，将悬浮液中的固体物料分离出来后，在氮气和氨气混合气氛下加热至不低于600℃进行热解。

4.如权利要求3所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征是，将醋酸钴加入至氧化石墨烯分散液中分散均匀，然后加入单宁酸混合均匀获得悬浮液，将悬浮液中的固体物料分离后，洗涤干燥，然后在氮气和氨气混合气氛下加热至不低于600℃进行热解。

5.如权利要求4所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征是，氧化石墨烯、醋酸钴、单宁酸的加入比例为55～65:0.001～0.003:0.7～0.8，mg：mol：g。

6.如权利要求5所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征是，氮气和氨气的体积比为2.5～3.5:1。

7.如权利要求5所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征是，热解的温度为650～800℃。

8.如权利要求7所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征是，热解的温度为740～760℃。

9.如权利要求7所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征是，热解的时间为0.5～5h。

10.一种权利要求1或2所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料在金属空气电池领域和/或电解水中的应用。

11.一种电极材料，其特征是，包括权利要求1或2所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料。

12.一种锌空气电池，其特征是，以权利要求1或2所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料作为空气阴极。

13.如权利要求12所述的锌空气电池，其特征是，利用粘合剂将氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料涂覆在碳纸上，进行干燥制备获得空气阴极。

14.如权利要求12所述的锌空气电池，其特征是，所述锌空气电池为液态锌空气电池或固态锌空气电池。

15.一种电催化剂，其特征是，活性成分为权利要求1或2所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料。

16.一种电解水的方法，其特征是，以权利要求1或2所述的氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料作为电催化剂，采用电池将水分解为氢气和氧气。

17.如权利要求16所述的电解水的方法，其特征是，所述电池为锌空气电池。