[发明专利]碳基六方密堆积相钴的纳米复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1. 一种碳基六方密堆积相钴的纳米复合材料，其特征在于，包括碳基质及负载于所述碳基质上的六方密堆积相钴纳米颗粒，其中，所述碳基质掺杂氢和氧，所述纳米复合材料的C1s X射线光电子能谱中，在287eV~290eV的结合能范围存在谱峰；

所述纳米复合材料的制备方法，包括步骤如下：

将钴源、不含氮的有机羧酸和碱金属盐混合，制备前驱体；及

在惰性气氛下，所述前驱体于350℃~500℃下进行热解，得到所述纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料于2θ度数(°)表示的X射线衍射特征峰包括：41.62±0.10、44.55±0.20、47.46±0.10、75.92±0.16。

3.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，以所述纳米复合材料的总质量为基准，碳含量为15%~40%，氧含量为7%~24%，氢含量为1%~4%，钴含量为40%~75%。

4.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述六方密堆积相钴纳米颗粒的平均粒径为15nm~100nm。

5. 一种权利要求1~4中任一项所述的纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

将钴源、不含氮的有机羧酸和碱金属盐混合，制备前驱体；及

在惰性气氛下，所述前驱体于350℃~500℃下进行热解，得到所述纳米复合材料。

6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述制备前驱体的步骤包括：

将所述钴源、不含氮的有机羧酸和碱金属盐置于溶剂中加热搅拌形成均相溶液后，除去所述溶剂得所述前驱体；或

将所述钴源、不含氮的有机羧酸置于溶剂中加热搅拌形成均相溶液，除去所述溶剂后的固体与所述碱金属盐混合得到所述前驱体。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钴源选自氢氧化钴、碳酸钴、碱式碳酸钴和醋酸钴中的一种或多种，所述不含氮的有机酸羧酸选自柠檬酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸、葡萄糖酸和均苯三酸中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碱金属盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸钠、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钴源、所述有机羧酸中的羧基和所述碱金属盐的摩尔比为1:(2~8):(0.005~40)。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述溶剂选自水、醇类和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种，所述加热搅拌的温度为30℃~150℃。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述热解包括：在惰性气氛下，对所述前驱体加热升温至恒温段，并在所述恒温段保持恒温；

其中，所述加热升温的速率为0.5℃/min~20℃/min，所述恒温段的温度为350℃~500℃，所述恒温的时间为10min~600min。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述恒温段的温度为380℃~480℃。

13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括采用水洗处理所述热解后的产物。

14.根据权利要求1~4中任一项所述的纳米复合材料作为催化剂在费托合成反应、催化加氢反应或电催化反应中的应用。

15.根据权利要求14中的应用，其特征在于，所述催化加氢反应中的反应底物为含有可还原性基团的有机物。

16.根据权利要求15中的应用，其特征在于，所述催化加氢反应中，所述催化剂与所述反应底物的质量比为1:0.1~500，反应温度为30℃~250℃，氢气压力为0.5MPa~5MPa。