[发明专利]一种锰改性的碳纳米管负载钴氧化物的制备方法及其产品和应用

权利要求书

1.一种锰改性的碳纳米管负载钴氧化物的制备方法，其特征在于，过表面活性剂CTAB调控制备金属元素锰掺杂的双金属MOF材料CoMn-MOF，并以此为牺牲模板，经高温还原性气氛下碳化后空气气氛下焙烧得到，包括以下步骤：

（1）称取六水硝酸钴Co(NO₃)₂﹒6H₂O、50%硝酸锰水溶液和十六烷基三甲基溴化铵CTAB溶于去离子水中，使硝酸钴和硝酸锰的摩尔比为（10~35）：1，硝酸钴和CTAB的摩尔比为（73~75）：1，硝酸钴和硝酸锰的总金属摩尔浓度为0.05~0.08 mol/L；称取2-甲基咪唑溶于去离子水中，2-甲基咪唑的摩尔浓度为0.60~0.70 mol/L；将二者溶液混合，硝酸钴和2-甲基咪唑的摩尔比为1：50~3：100，室温搅拌1-2 h后，静置老化24h；离心收集沉淀，乙醇洗涤后，将沉淀物置于鼓风干燥箱中干燥。控制温度为80 ℃，得到锰改性的ZiF-67；

（2）锰改性的ZiF-67置于管式炉中，通入氢氩混合气（5%H₂/Ar）800 ℃焙烧2 h，降至室温后，切换成空气，升温至300℃继续焙烧 2 h，得到锰改性的碳纳米管负载钴氧化物。

2.一种根据权利要求1所述的锰改性的碳纳米管负载钴氧化物的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：

（1）称取0.58 g六水硝酸钴Co(NO₃)₂﹒6H₂O、0.07 g 50%硝酸锰水溶液和0.01g十六烷基三甲基溴化铵CTAB溶于44 mL去离子水中；称取8.21 g的2-甲基咪唑溶于167 mL去离子水中；将二者溶液混合，室温搅拌1-2 h后，静置老化24h；离心收集沉淀，乙醇洗涤后，将沉淀物置于鼓风干燥箱中80 ℃干燥，得到锰改性的ZiF-67；

（2）锰改性的ZiF-67置于管式炉中，通入氢氩混合气（5%H₂/Ar）800 ℃焙烧2 h，降至室温后，切换成空气，升温至300℃继续焙烧 2 h，得到锰改性的碳纳米管负载钴氧化物。

3.一种根据权利要求1所述的锰改性的碳纳米管负载钴氧化物的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：

（1）称取0.58 g六水硝酸钴（Co(NO₃)₂﹒6H₂O）、0.036 g 50%硝酸锰水溶液和0.01g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于35 mL去离子水中；称取8.21 g 2-甲基咪唑溶于167 mL去离子水中；将二者溶液混合并室温搅拌1-2 h后静置老化24h，心收集沉淀，乙醇洗涤后，将沉淀物置于鼓风干燥箱中80 ℃干燥，得到锰改性的ZiF-67；

（2）锰改性的ZiF-67置于管式炉中，通入氢氩混合气（5%H₂/Ar）焙烧2 h，被烧温度为800℃，降至室温后，切换成空气，升温至300 ℃继续焙烧 2 h。得到锰改性的碳纳米管负载钴氧化物。

4.一种根据权利要求1所述的锰改性的碳纳米管负载钴氧化物的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：

（1）称取0.58 g六水硝酸钴（Co(NO₃)₂﹒6H₂O）、0.024 g 50%硝酸锰水溶液和0.01g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于30 mL去离子水中；称取8.21 g 2-甲基咪唑溶于143 mL去离子水中；将二者溶液混合并室温搅拌1-2 h后静置老化24h。离心收集沉淀，乙醇洗涤后，将沉淀物置于鼓风干燥箱中80 ℃干燥，得到锰改性的ZiF-67；

（2）锰改性的ZiF-67置于管式炉中，通入氢氩混合气（5%H₂/Ar）焙烧2 h，被烧温度为800℃，降至室温后，切换成空气，升温至300 ℃继续焙烧 2 h，到锰改性的碳纳米管负载钴氧化物。