[发明专利]一种钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚丙烯腈、乙酸钴四水合物和N,N-二甲基甲酰胺混合，得到壳体前驱体；

将聚甲基丙烯酸甲酯与N,N-二甲基甲酰胺混合，得到核体前驱体；

将所述壳体前驱体注入外层注射器中，将所述核体前驱体注入内层注射器中，进行静电纺丝，得到纤维；

对所述纤维进行热处理，得到所述钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂；所述热处理包括依次进行的第一热处理和第二热处理，所述第一热处理在空气气氛中进行，所述第一热处理的温度为225～255℃，保温时间为4～5h，升温至第一热处理温度的升温速度为1℃/min；所述第二热处理在高纯氮气中进行，所述第二热处理的温度为700～900℃，保温时间为1～2h，升温至第二热处理温度的升温速度为2℃/min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳体前驱体中聚丙烯腈的重量含量为10～12％，乙酸钴四水合物的重量含量为5～7％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述核体前驱体中聚甲基丙烯酸甲酯的重量含量为20～25％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的电压为15～20KV，针头与接收板的距离为15～20cm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述外层注射器的推进速度为0.11～0.13mm/min，所述内层注射器的推进速度为0.08～0.10mm/min。

6.权利要求1～5任一项所述制备方法制得的钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂，其特征在于，所述钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂以掺杂钴纳米颗粒的聚丙烯腈为壳，以聚甲基丙烯酸甲酯为核，所述中空结构的管壁上有孔隙。

7.根据权利要求6所述的钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂，其特征在于，所述钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂的壁厚为50～100nm。

8.根据权利要求6所述的钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂，其特征在于，所述钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂中Co的含量为20～30wt％。

9.权利要求6～8任一项所述的钴负载的中空碳纳米纤维复合催化剂作为锂氧电池阴极材料的应用。